67

8. BÖLÜM

8. KROM YATAKLARI

8.1. CEVHER MİNERALLER İ

Krom cevherinin tek minerali kromittir. Ayrıca fuksit kemererit ve uvarovit gibi Cr içeren

silikatlar da vardır.

Mineral Kimyasal Formül Tenör (%) Yoğunluk

Kromit

Fuksit

Kemererit

Uvarovit

(Fe,Mg)(Cr, Al, Fe)2O4

Krom Mikası

Krom Klorit

Krom Granat

52-48 Cr2O3

46 Cr

(%1 Cr2O3=%0,694 Cr)

4,8

Kromit spinel grubuna dahil bir mineral olup, Cr+3 (0,64 A°), Al+3 (0,59 A°), Fe+3 (0,67 A°),

elementleri benzer iyon yarıçaplarında olduklarından birbirleriyle yer değiştirebilirler. Örneğin Cr ile Al

arasındaki yer değiştirmelerden dolayı, Al’lu silikatların bünyelerine bir miktar Cr girebilir. Fuksit,

kemererit ve uvarovit bu şekilde oluşan minerallerdir.

Krom yataklarında ana mineral olan kromite, gang mineralleri olarak her zaman enstatit, bronzit

ve olivin bazen ojit, labrador ve bitovnit, ikincil mineral olarak talk aktinolit, antigorit, kemererit,

uvarovit, magnetit ve klorit eşlik edebilir.

Kromit genellikle olivin dışındaki silikatlardan daha erken oluşur. Bu sebeple kromitlerde olivin

kapanımlarına rastlanır. Fakat diğer silikatlar kromitleri keser veya ornatır şekilde bulunurlar.

8.2. GENEL BİLGİLER

8.2.1. Kullanım Alanları:

Krom cevherinin kullanım alanlarını daha çok tenörlerindeki Cr2O3 ve demiroksit miktarları

etkilemektedir. Ferrokrom üretiminde kullanılan cevherin Cr2O3/FeO oranı 2,5-3,0 olması arzu edilir.

Al 2O3 kapsamı yüksek (%15’in üzerinde) nispeten fakir cevher ateşe dayanıklı mamul endüstrisinde ve

ayrıca kimya endüstrisinde kullanılır. Ateşe dayanıklı mamül üretiminde kullanılacak cevherde Cr/Fe

oranı önemli değildir. Böyle cevherlerde Al2O3 tenörü yanında bazı fiziksel özellikler aranır. Örneğin

tane büyüklüğü 2-3 mm altında olmamalı, cevher parçaları 5-30 cm boyutlarında ve sert olmalı, cevher

kataklazma geçirmemiş olmalıdır. Kimyasal bileşiminde ise SiO2 (en fazla %4-6), kükürt (en

68

fazla %0,05) ve fosfor (en fazla % 0,07) zararlı bileşenlerdir. Genel olarak % 20-35 Cr tenörlü cevherler

işletilebilmektedir.

Krom cevheri Cr2O3 tenörüne göre üç sınıfa ayrılır.

Sınıflar Cr2O3 Tenörü

1. Sınıf 48’den fazla

2. Sınıf 42-48

3. Sınıf 42’den az

Metal rezervine göre krom yatakları;

Küçük Yataklar 10.000-50.000 ton metal

Orta Büyüklükte Yataklar 50.000-200.000 ton metal

Büyük Yataklar 200.000-500.000 ton metal

8.3.KROM YATAKLARININ OLU ŞUMU VE T İPLERİ

8.3.1. Krom Yatakları Oluşumu ve Dokusal Özellileri

Bütün krom yatakları bazik ve ultrabazik kayaçlar içinde bulunur. Serpantinleşmiş olarak

görülen peridotitler en çok rastlanan kayaçlardır. Çok seyrek olarak piroksenolitler içinde yer alırlar.

Bazik kayaçlardan norit, gabro ve anortozitler içinde ikinci derecede bulunabilirler. Peridotitlerden en

çok harzburjit görülür. Dunit daha çok cevheri saran bir kuşak biçimindedir. Serpantinleşmenin ileri

olduğu hallerde esas kayacı tanımakta güçlük çekilebilir. Eğer dunit serpantinleşmişse kırmızı-turuncu

bir renk verir.

Krom cevheri yatakları hem deniz tabanına yayılan ultrabaziklerin oluşturduğu ofiyolitlerde,

hem de büyük çaplı intrüzyonlara (Güney Afrika’daki Büyük dayk ve Bushveld masifi) bağlı olarak

oluşabilmektedir (Şekil 8.1ve Şekil 8.2 ).

69

Şekil 8.1: Bushveld (Güney Afrika) Masifi sütun Kesiti (Routhier’ e göre)

Şekil 8.2: Levhalara göre Cr yataklarının bulunduğu yerler (1 ve 2 oluşum yerleri).

Kromit yatakları sadece erken magmatik (ortomagmatik) evrede fraksiyonel kristalleşmeyle

oluşurlar. Kromitler içinde bulundukları kayaçlarla birlikte oluşurlar. Özşekilli kristaller yerine daha çok

damla şekilli veya yuvarlağımsı taneler halindedirler. Magmanın üst kısımlarında oluşan kristaller

ağırlıklarından dolayı dibe doğru çökerlerken magmatik eriyikler tarafından aşındırılırlar (koroziyona

uğratılırlar). Bu çökme esnasında magmanın daha sıcak alt kısımlarında aşındırılan ve kısmen yeniden

erimeye (resorbe olma) uğrayan taneler kenar ve köşelerini kaybederek yuvarlağımsı şekil alırlar.

Kromitin magma eriyiğinden ilk ayrılması (Auscheidung=segregasyon) 900-1200 °C arasında

gerçekleşmektedir. Kristalleşerek ayrılan kromitin aşağıya doğru aldığı yol birkaç 10 m’den birkaç 100

m’ye kadar olabilmektedir. Alınan bu yol mesafesinde sıcaklıkta fazla bir değişiklik olmadığından

70

(ancak birkaç 10 °C olabilir) büyük çapta yeniden erime (resorbsiyon) olayı olmamaktadır. Bu

magmada az miktarda bulunan uçucu maddeler sıvı fazın korunmasını sağlamaktadır.

Kromitler nadiren Mg’ca zengin olivinler içinde özşekilli kristaller (oktaedrik) halinde

bulunurlar. Olivinlerin oluşumu kromitlerden önce başlamaktadır. Bazı araştırmalara göre olivin

oluşumu ile eriyiklerden kromit ayrılması arasında belirgin bir ilişki vardır. Olivin çok miktarda

kristalleştiği safha aynı zamanda kromit ayrılmasının da en çok olduğu safha olmaktadır.

Masiflerin taban kısımlarında büyük masif cevher birikimleri büyük çapta kromit ayrılımları olduğunu

gösterir.

Sıvı magmadan ayrılımla (differansiyasyonla) oluşan yataklardan başka bir de likit enjeksiyon

yatakları vardır. Bu cevherleşme kromitçe zenginleşen magmanın yan kayaç içine (yarık, çatlak, kırık vb.

boşluklara) enjekte olmasıyla meydana gelir. Likit enjeksiyon tipteki krom yataklarının tenörleri yüksek,

fakat rezervleri azdır. Eskişehir Kavak cevherleşmesi bu tip bir yataktır.

Damla şeklindeki ayrılım neticesinde, küre şeklinde leopar cevherleri ve daha az olarak da bilezik ve

kokard (rozet, düğme) cevherleri oluşur. Leopar cevheri nodüllü, benekli ve serpintili cevherlere

geçişler gösterebilirler (Şekil 8.3).

Şekil 8.3: Krom cevheri doku çeşitleri

*Serpintili Cevherler:

Fe’ce fakir serpantinitlerde görülür. Genel olarak uzun mercekler halinde karışık ya da sıra şekilli 1-

2 mm çapında az-çok idiomorf olan krom cevherleridir. Serpintili kristalleşmeler in situ (yerinde)

cereyan etmiştir. Yani cevherler herhangi bir yol kat etmezler. Serpintili oluşumlar şiliren ve şerit (band)

halinde bir doku gösterebilir. Şilirenler sınırları kesin olmayan bulut şeklinde düzensiz mineral

konsantrasyonlarıdır. Şiliren ve şerit şeklindeki oluşumlar cevhersiz dunit ve peridodit katları ile mm ile

cm kalınlığında ardalanmalar yapabilirler. Bu cins cevherlerin istikametleri boyunca genişlikleri

genellikle kalınlıkla birlikte büyür. Kalınlık dm’den m’ye kadar olabilir.

Serpintili cevherlerin tenörü ortalama %10-20 Cr2O3, şiliren ve şerit tiplerinin ki ise %20-35 Cr2O3’tür.

71

*Benekli ve Nodüllü Cevherler:

Oluşum yeri daha ziyade taban bölgesi ve bunun biraz üst kısımlarıdır. Nodüllü cevherler esas

itibariyle sıvı halde kromit ayrılmalarını gösteren karakteristik teşekküllerdir. Yuvarlağımsı tanelerin

çapı genellikle 5-15 mm arasındadır. 30-40 mm çapında olanlarına leopar cevherler denir. Nodüllü

oluşumda daha önce belirtildiği gibi kristallerin metrellerce yol alması sözkonusudur. Alınan yolun

uzunluğuna uygun olarak küreler büyümektedir. Bu tür cevherin tenörü %35-40 Cr2O3’tür.

*Blezik ve Rozet (Kokard) Cevherleri:

Başlangıçta nöbetleşen kromit ve olivin kabuklarından oluşmaktadır.

*Masif Cevherler:

Masif cevherleşmeler büyük cevher kütleleri ve bantlar halinde meydana gelebilmektedir. Oldukça

iri kristalli olup taneler birbirine dişli kenetlenmeler gösterirler. Bu durum sıvı bir fazdan ağır ağır

gelişmiş bir kristalleşmeyi işaret eder. Masif cevherler genel olarak 1 cm veya birkaç cm tane boyunda

olurlar. Tenörleri %45-54 Cr2O3’tür.

NOT:

Kayma yüzeylerindeki sıvamadan dolayı kromit cevheriyle siyah benekli serpantinitleri birbirinden

ayırmakta zorluk çekilebilir. Ancak bunu ayırd etmek için kolay bir yöntem vardır. Çekicin sivri ucu ile

tozlaştırılma yapıldığında örnek eğer kromitse kahverengi bir toz, eğer siyah serpantinit ise beyaz bir toz

meydana gelir. Ayni yöntemi sondajlardan çıkan tozlar üzerinde de yapabiliriz.

8.3.2. Kromit Yatak Tipleri:

Kromit yatakları oluştukları jeotektonik ortamlara göre iki sınıfa ayrılır.

8.3.2.1. Tabaka Şekli (Stratiform) Yataklar:

Yerli (otijenik) masiflerde levha içine derin kırıklar boyunca yükselen manto malzemesinin

ayrımlaşması ile oluşur. Manto malzemesi en altta ultramafik kayaçlardan oluşur ve üstte granitoidlere

kadar değişen kayaçlar bulunabilir (Bushveld Masifi).

Dünya Kromit yataklarının % 90’ı bu tiptedir. Tabakamsı cevherleşmenin kalınlıkları genelde birkaç

cm ile birkaç m arasında değişir.

Stratiform tip krom yataklarının bazı özellikleri;

*Kromit kristalleri çok küçük.

*Demir içerikleri yüksek (%10-24).

*Alüminyum ve magnezyumca fakir.

72

8.3.2.2. Alpin Tipi (Podiform tip) Yataklar:

Genellikle Alp kuşağı içinde yer aldıklarından Alp tipi, mercek, torba, bezelye veya kese (torba)

şeklinde bulunduklarından podiform tip yataklar denir.

Taşınmış (allojenik) masiflerde bulunurlar. Bu tip krom yataklarını içeren ofiyolitler okyanusal

levhaların kıtasal kabuk üzerine sürüklenmesi ile bu günkü konumlarını alırlar. Bu sürüklenme sırasında

önemli ölçüde deformasyon geçirirler. Ofiyolitlerin yerleşimi sırasında etkin olan tektonik hareketler

sözü edilen mercek ve torba şekilli cevherleşmeleri şekillendirirler.

Alpin tip yataklarda görülen bu dokusal özellikler yanında magmatik akıntı ve plastikdeformasyon

izleri olarak tanımlanabilecek yapraklanma (foliasyon), çizgisel yapılar (lineasyon) ve kopma yapıları

gözlenir.

Alpin tipi yatakların bazı özellikleri;

*Kromit kristalleri iridir,

*Demir ve titanca fakirdir,

*Krom, Aliminyum ve magnezyumca zengindir.

8.4. TÜRKİYE KROM İT YATAKLARI

Türkiye krom üretiminde önemli bir ülkedir. Ülkemiz krom yatakları itibariyle 5 bölgeye ayrılabilir

(Gümüş, 1977).

1) Eskişehir Bursa Bölgesi

2) Çankırı Bölgesi

3) Erzincan Bölgesi

4) Guleman-Hatay Bölgesi

5) Burdur-Fethiye Bölgesi

8.4.1.Elazığ Yöresi Kromit Yatakları:

En iyi incelenmiş kromit yatakları Elazığ çevresindeki yataklardır. Türkiye’nin en büyük yatağı olan bu

yataklar;

a) Guleman Kesimi

b) Kefdağ Kesimi

c) Soridağ Kesimi olmak üzere üç kesimde incelenmiştir. Bunlar Alpin tipi cevherleşmelerdir.

*Guleman yatakları bugün hiç kalmamıştır. Buradaki cevherin rezervi 2,5 milyon ton idi. Tenörü

ise %50-52 Cr2O3’tür. Cevher iri taneli olup taneler 2,5-3 cm’ye kadar ulaşmaktadır. Ayrıca kemererit,

uvarovit ve kromlu tremolit gibi silikatlara rastlanır. Bu yataklar tektonikten etkilenmişlerdir.

73

*Kefdağ kesimindeki yataklar % 38-40 Cr2O3 tenörlü refrakter niteliktedir. En kalın seviyesi; ortalama

kalınlığı 20 m, yayılımı 7 km ve 300 m derine inen bir yataktır. Rezervi 5 milyon ton görünür 3 milyon

ton mümkün olmak üzere yaklaşık 8 milyon tondur. Yatağın tabanını dunit, tavanını ise peridodit

oluşturur. Cevher başlıca serpantinit içinde saçınımlı ve yer yerde torba veya kese şeklindedir. Torba

şeklindeki masif cevherde tenör %56’ya kadar yükselmektedir.

*Soridağ kesimindeki yataklar 1200-1780 m yükseklikler arasında çeşitli cevher seviyeleri şeklindedir.

(Şekil 8.4). Taban ve tavan kayaçlar Kefdağ yataklarındaki gibidir. Cevher seviyeleri 7-14 m kalınlık

gösterirler. Tenörleri %44-48 Cr2O3’tür. Tespit edilmişrezervi 1 milyon tondur.

Şekil 8.4: Soridağ (Elazığ) Kesimi (Gümüş, 1979).

8.4.2. Burdur Yöresi Kromit Yatakları

Yeşilova çevresinde yüzeyleyen ofiyolitik kayaçlar içindeki cevherleşmelerdir. Burada normal bir

ofiyolitik diziye ait kayaçlar görülebilmektedir. Cevher kütleleri kuzey-güney uzanımlı ve batıya

dalımlıdır. Kromit kütleleri dunitlerin üst bölümünde, harzburjitlerin içinde ve genellikle dunitik bir

kılıfla kuşatılmış haldedir. Podiform tipte olan bu yataklarda saçınımlı, mercek şeklinde (nodüler) ve

bantlı cevherleşmeler gelişmiştir.

Yataklarda %38-58 Cr2O3 tenörlü, 550.000 ton kromit rezervi bulunmaktadır.

74

BÖLÜM 9

9. PLATİN VE PLAT İN METALLER İ

9.1. CEVHER MİNERALLER İ

Mineral Tenör % Yoğunluk

Ferroplatin (Eisenplatin) (Pt, Fe) 75-84 14-20

Sperrilit (Pt,As2) 52-56 Pt 9

Stibiyopalladinit (Pd3Sb) 70 Pd 9,5

Koperit (PtAs) 80 Pt 9,5

Niggliit Pt-Sn 35 Pt

Laurit RuS2 60-67 Ru 6-7

Braggit (Pt,Pd,Ni)S 60 Pt, 20 Pd 10

9.1. GENEL BİLGİLER:

Platin grubu elementlerin başlıcaları platin (Pt), paladyum (Pd), iridyum (Ir), osmiyum (Os),

rodyum (Rh) ve Rutentum (Ru) olup genellikle birlikte bulunurlar. Bu metaller nabit halde bulundukları

gibi sülfür ve sülfürarsenüyürler halinde de bulunurlar.

Platin kimya endüstrüsünde, elektronikte, otomobil endüstrüsünde ve mücevhercilikte kullanılır.

Gruptaki diğer elementlerin, teknik önemi platin, altın ve gümüş gibi asilmetallerle yaptıkları

alaşımlardan ileri gelmektedir.

Platin grubu cevherleşmeler genelde pirotin ve pendlandit ile birlikte bulunurlar. Ultrabazik

kayalarda daha çok Pt, Ir, Os üçlüsü, bazik kayaçlarda ise Pt ve Pd yer alır. Ancak Pd, Pt’ne göre daha

fazla miktardadır. Nabit platin ultrabazik kayaçlarda, sülfür halinde ise bazik kayaçlarda nikel ve bakırla

birlikte bulunur.

9.1.1. Cevher Kalitesi ve Rezerv

Platin, dunit ve piroksenitler içinde çok ince inklüzyonlar halinde bulunur. Kayaçlarda eser

miktarda yer alan platinin ekonomik olabilmesi onun sekonder olarak zenginleşebilmesiyle mümkün

olmaktadır. Platin birincil olarak işletilebildiği yataklarda ton da 5-10 gr Pt olan ortalama asgari işletme

tenörü platinin yan ürün olarak işletildiği yataklarda (Surdbury) ton da 2,5 gr’a (Pt+Pd+Ir+Os)

düşebilmektedir. Hatta Witwatersrand yatağında 0,025-0,003 gr/ton Os tenörü ekonomik olmaktadır.

75

Plaser yataklarda endüstriyel tenörler çok daha küçük değerlerde (0,1 gr/ton, 0,05 gr/ton)

kalabilmektedir.

Bu yüzden primer yataklar uygun tenörlü ve büyük rezervli oldukları zaman işletilebilirken, plaser

yataklar daha küçük tenör ve rezervlerde işletilebilir. Platin yataklarında rezerv büyüklükleri aşağıdaki

gibidir.

Çok Küçük Yataklar 2500 kg Pt Metal’e kadar

Küçük Yataklar 2500-15000 kg Pt Metal

Orta Büyüklükteki Yataklar 15000-50000 kg Pt Metal

Büyük Yataklar 50000-250000 kg Pt Metal

Çok Büyük Yataklar 250000 kg Pt Metal’den fazla

9.2. PLATİN YATAKLARININ OLU ŞUMLARI

Platin özellikle dunit ve proksenitler içinde ince inklüzyonlar halinde bulunduğu için eski

teorilerde erken kristalizasyon ürünü olduğu kabul edilmiştir. Ancak yeni araştırmalarda bu fikirlerin

doğruluğu tartışılmış; platin ve platin metallerinin çok fazla miktarda pegmatitik hortonolitler

(hortonolit=demirce zengin peridotit) içinde hidrotermal sülfid cevherleşmeleriyle birlikte bulundukları

ortaya konmuştur. Hidrotermal oluşuma ek olarak platinin kolay uçucu bileşenler içinde

zenginleşebildikleri de bilinmektedir.

9.2.1. Likit Magmatik Yataklar:

Likit magmatik Pt yataklarının oluşum mekanizması krom yataklarının oluşumundan farklı

değildir. Gerek yantaş özellikleri ve gerekse mineral bileşimleri açısından krom yataklarıyla büyük

benzerlik gösterir.

Bu tipin en meşhur ve en önemli örneği Orta Urallardaki platin yataklarıdır. Burada işletmeye

elverişli olmamakla birlikte dunitler ortalama 0,05-0,5 gr/ton platin metali içermektedirler. Bu dunitler

kromitli olup etrafları proksenitler tarafından çevrilmiştir. Bunun etrafında gabro ve gabro-diyorit

halkası ve en dışta olivinin olmadığı kısımlarda diyoritler ve kuvarslı diyoritler yer alır.

Platin dunit ve piroksenitlerde aynı oluşumda yer almaz. Piroksenolitlerin çekirdek kısmında bir

dunit oluşumu varsa platin dunitler içinde yer almaktadır. Böyle piroksenolitlerde Pt’ne rastlanmaz.

Dunitler içinde platin oluşumları kromit oluşumlarına bağlı olarak da gelişebilmektedir. Dunit içinde

olivin kristalleri arasında otomorf platin kristalleri gelişir. Kromite bağlı olanlar ise şiliren, damar veya

baca şeklinde olmaktadırlar.

Urallardaki bu tip platin yataklarından önemli ölçüde platin elde edilmektedir. Platin daha çok bu

yataklardan gelişerek zenginleşmiş plaserlerden elde edilmektedir.

76

Likit magmatik tipe, Sudbury (Kanada) ve Bushveld (G. Afrika) platin zenginleşmeleri de örnek

verilebilir. Özellikle Bushveld masifi birincil oluşumlu yataklarında platin işletilebilmektedir. Bushveld

masifi bazik kayaçlardan (norit) oluşur ve bu norit masifi kırmızımsı granitlerle örtülür.

Bushveld lapoliti doğu batı doğrultusunda 450 km uzanır. Şekilde görülen kolon kesitin kalınlığı

yaklaşık 12 km dir. En kalın birim noritlerdir. Diğer birimler, üstteki granit örtüyle bu iki birim

arasındaki volkano sedimanter seridir. Magmatik katmanlanmaya çok iyi bir örnek teşkil eden Bushveld

masifi bir çok cevherli seviye içermektedir. Noritler içinde cevher ayrılımları krom ve demir ayrılımları

şeklinde başlamıştır. Kromlu demirli seviyenin üst kesimine platinli sülfürlü bir seviye gelmiştir

(Merensky Seviyesi). Platinli Merensky Seviyesi 0,80-1,50 m kalınlıkta daha çok sülfürlü minerallerin

bulunduğu bir zondur. Parajenezde Ni ve Cu’ın varlığı karakteristiktir. Pt ve Pt-grubu metallerin hepsi

parajenezin en yaşlı mineralleri olan Ni ve Fe-sülfürler içinde bulunur. Platin tenörü tonda 10-20 gr’dır.

9.2.2. Hidrotermal Yataklar:

Hidrotermal evrede platin oluşumlarına pek çok örnek verilebilir (Bushveld masifinde Waterberg

yatağı, Amerika’daki Boss Mine, Rambler Mine). Merensky seviyesinde hidrotermal kuvarslı

damarların yer aldığı bilinmektedir. Bu damarlardaki cevherleşemeler birincil cevherleşemelerin

tektonik etkilerle pinöymatolitik ve hidrotermal şartlarda yeniden mobil hale gelmelerinin ürünleridir.

Bu damarlarda platin sperrilit, koperit, braggit ve nigglit gibi mineraller bulunabildiği gibi diğer sülfürlü

antimonit ve arsenidli minerallerin atomik yapılarında da bulunur.

Katatermal oluşumlu pek çok bakır damarlarında (Amerika’da) yan ürün olarak platin

kazanılabilmektedir.

9.2.3. Plaser Yataklar:

Plaser platin yatakları Urallar, Kolombiya ve Habeşistan (Etiyopya) önemli miktarda metal

üretilen yatakları oluşturmuşlardır. Platin yüzey etkilerine karşı dayanıklı bir mineral olmasına rağmen

elüvyal ve alüvyal yataklar oluşturabilmiştir. Ayrıca oksidasyon zonunda zenginleşebilmektedir.

Elüvyal plaserlerin taşınmalarıyla akarsu plaserleri oluşmaktadır. Elüvyal plaserler rezervi küçük

tenörü yüksek yataklar verirken, alüvyal yataklar tenörü düşük rezervi büyük yataklar verebilmektedir

(Örnek: Urallar’daki plaser Pt yatakları). Ural platin üretiminin hemen hemen tamamı bu tip yataklardan

üretilmektedir. Bu üretim genelde dünya platin ihtiyacının % 90’nını oluşturmaktadır. Kolombiya

(Choco bölgesi) plaserlerinden altın üretilmesi sırasında platin de elde edilmektedir.

Plaserlerde ve özellikle altınlı plaserlerde asgari işletme tenörleri 0,05 gr/ton Pt’e kadar

düşebilmektedir.

77

BÖLÜM 10

10. BAKIR YATAKLARI

10.1. CEVHER MİNERALLER İ

Mineral adı Formülü Tenörü (% Cu) Yoğunluk (gr/cm3)

Nabit bakır Cu 100 9

Kalkosin (Kupferglanz) Cu2S 80 5,5

Kovellin (Kupferinding) CuS 66 4,5

Bornit (Buntkupfererz) Cu5FeS4 60 5

Kalkopirit (Kupferkies) CuFeS2 34 4

Kuprit (Rotkupfererz) Cu2O 89 6

Malahit CuCO3.Cu(OH)2 57 4

(Karışık) Enarjit Cu3AsS4 48 4,4

Azurit (Kupferlazur) 2CuCO3.Cu(OH)2 55 4

Kübanit CuFe2S3 32 4,5

Neodigenit Cu9S5 (Kalkosinin yüksek ısıda oluşmuş

modifikasyonu)

(Karışık) Tennantit Cu3AsS3.25

(Karışık) Tetraedrit Cu3SbS3.25 30-35 4,4-5,4

Krizokol CuSiO3+xH2O 45 2

Dioptaz Cu6(Si6O18)6H2O 45 3,3

10.2. GENEL BİLGİLER

10.2.1. Cevher Kalitesi

Tabiatta 100’den fazla bakır minerali bilinmesine rağmen ekonomik değeri olan cevher

mineralleri daha azdır. Bunların başlıcaları kalkopirit, kalkosin, enarjit, bornit ve eksojen ortamda ise

malahit ve azurittir. Bakır cevherinin kullanım alanlarına göre işletilebilirlik sınırı çok çeşitlidir. Ayrıca

yatağın büyüklüğü de bu sınırı belirleyici bir faktördür. Avrupa’da en alt işletme sınırı % 1,5 olup çok

büyük yataklar için bu sınır %0,5 olabilir. %0,3 Cu olan yataklar ise potansiyel yataklar olarak

düşünülmektedir. Günümüzde dünya Cu üretiminin ¾’ü yerüstü işletmelerinden kazanılmaktadır.

Bunlarda işletme tenörü %1-0,3 Cu’dır. Oksitli cevherlerde ise %2-3 Cu tenörlü olup asitlerde çözünen

bu tip cevherler işletilmeye elverişli silikatik-Cu cevherleri ise elverişsizdir. Cu cevheri yataklarında Pb,

Zn, Au, Ag, Cd, Ge, Se, In, Pt, Co, Ni, Bi, As, Sb gibi elementler yer alabilir. Bunlardan As, Sb, Zn, Bi

zararlı bileşendir. Zn yan ürün olarak işletilmiyorsa %10’nun altında olmalıdır. Bizmut %0,5, As %2,

78

Sb %1’in altında olmalıdır. Pirit ve bakırın bir arada bulunduğu piritli bakır cevherlerinde cevherden

bakır eldesi karışık cevherlerden daha kolaydır. Piritli bakır cevherlerinde ayrıca çinko, oksidasyon

zonunda altın, kadmiyum ve selen hatta az miktarda germanyum ve indiyum faydalı bileşen olarak

bulunabilir.

Bu yüzden mineral parajenezi cevher zenginleştirmeyi etkilediğinden önemlidir. Minerallerin

sülfürlü ya da oksitli oluşu işletilebilme tenörünü değiştirmektedir. Sülfürlü cevherlerde işletme tenörü

düşük fakat silikatik cevherlerde yüksektir.

10.2.2. Bakır Jeokimyası

Bakır yerkabuğunun az bulunan elementlerinden biridir. Yerkabuğunda az bulunan

elementlerden Zr 160 ppm, Rb 120 ppm, Cr 70 ppm, V 95 ppm, Ni 44 ppm bakır ise 30 ppm’lik bir

clark değerine sahiptir. Buna rağmen bakırın yerkabuğunda maden yatağı oluşturma kabiliyeti çok

üstündür. Bakırın maden yatağı oluşturmadaki bu üstünlüğünün başlıca iki sebebi vardır.

1) İyon çapının büyüklüğü (0,96 A°): Bakırın iyon çapının büyük oluşu silikatların kafes yapısına

girmesini önler. Silikatlar bilindiği gibi yerkabuğunun %90’nından fazlasını oluşturmaktadır. Böylece

bakır ortamdan silikatların ayrılmasıyla gittikçe çoğalır.

2) Kalkofil bir element oluşu: Bakır kalkofil bir element olduğu için silikatik eriyiklerden hem sülfid

olarak hem de eksolüsyon yoluyla kolaylıkla ayrılarak cevherleşebilir.

Eksolüsyon (Etmisung) = Sıcaklığın ağır ağır düşmesiyle katı eriyikleri (eksolüsyon) oluşturan kristal

şebekelerinin kristalografik doğrultularda iki ayrı faz teşkil edecek şekilde ayrılması olayıdır.

10.3. BAKIR YATAKLARININ OLU ŞUM T İPLERİ

10.3.1. Likit Magmatik Cu Yatakları:

Magmatik ayrılımın erken kristalizasyon safhasında Cu-Ni birlikte ortamda çoğalır. Mafik kayaç

oluşumu ile de ortamda kükürt konsantrasyonu artar. Kükürt artışı, silikatların bünyesinde bulunan

bakırın Ni ve Fe ile birlikte ayrılmasına ve yoğunlukları sebebiyle birikmelerine yol açar. Ortamdaki

kükürt konsantrasyonunu oksijen miktarı da etkiler. Bilindiği gibi oksijen konsantrasyonu magmada

bulunan Fe+2 tarafından kontrol edilmektedir. Böylece Cu cevherleşemesi demir oksit oluşumları ile de

bağımlı olmaktadır. Bu oluşum biçimine örnek olarak Kanada’daki Sudbury yatakları gösterilebilir.

Burada norit oluşum safhasında oksijen Fe+2 ile Fe-oksit meydana getirmiş ve ortamda oksijen

azalmıştır. Diğer taraftan kükürt devamlı artmış ve sıvı fazda Cu-Ni-Fe sülfid ayrılımlarına sebep

olmuştur. Oluşan damlacıklar da çökelerek cevherleşmeyi meydana getirmiştir.

Sudbury cevherleşmeleri mafik magmalara bağlı katmansal yapı gösteren masif ve nadiren

saçılmış (dissemine) cevher kütleleri halindedir. Yatağın önemli cevher mineralleri pirotin, kalkopirit ve

pentlandit’tir. Yan kayaç norittir. Nikel kapsamı yönünden dünyanın en büyük endojen Ni-yatakları

79

olarak da bilinir. Sadbury tipi yataklar dünya bakır rezervinin %3’ünü teşkil eder. Oysa dünya nikel

rezervlerinin %50’si bu tip yataklara aittir. Ayrıca bu yataklarda platin ve Pt metalleri de elde

edilmektedir (Şekil 10.1).

Şekil 10.1: Sudbury (Kanada) Küveti jeolojisi . (1.Pleistosen ve daha genç örtü; 2. Arjilik,arkoz, grovak, sığ göl fasiyesi, 3. Riyolitik ve andezitik lav, tüf, breş, 4. Granofir, 5. Melez kuşak, 6. Norit ve kuvarslı diyorit, 7. Stobie volkano-sedimanter oluşuğu, 8. Copper Cliff riyoliti, 9. Grovak,kuvarsit, konglomera, 10. Gabro, Sudbury amfiboliti, 11. Eki granitik karmaşık, 12. Genç granit, 13. İşleyen yataklar, 14. Eskiden işletilmiş yataklar, 15. cevher belirtileri).

10.3.2. Pegmatitik ve Pnöymatolitik Yataklar:

Bu tip oluşumların bakır yönünden bir önemi yoktur. Bazı pegmatitik veya pnöymatolitik

damarlar (turmalinli, altın, kuvars damarları) eğer biraz kalkopirit ihtiva ederlerse Cu yatağı olarak

işletilebilir.

10.3.3. Kontakt Pnöymatolitik (Kontak Metasomatik) Cu Yatakları (Skarn Tipi):

Ana kristalizasyon safhasında ortamda Cu onsantrasyonu artmaktadır. Yerleşimine bağlı olarak

bakırca zenginleşen magmanın yan kayaçlarla teması neticesinde kontak bölgelerinde kontak

metasomatik yataklar oluşurlar. Bu tür bakır cevcevherleşmeleri de genellikle granit, granodiyorit,

kuvars diyorit ve monzonit gibi intrüzif kayaçların karbonatlarla olan kontağında meydana gelmektedir.

Cevherleşme bu kontakta düzensiz ve masif kütleler halindedir. Nadiren bantlaşma ve seviyeler

(tabakamsı) halinde görülebilirler. Kontak pnöymatolitik bakır yataklarının ana minerali kalkopirit olup

ayrıca pirit, bornit, sfalerit, manyetit ve hematit mineralleri bulunur. Gang mineralleri olarak skarn

mineralleri olarak da adlandırılan kalksilikatlar, grossulaar, epidot, andradit, hornblend, tremolit,

aktinolit, diyopsit ve kalsit mineralleri yer alır. Bu oluşumları takiben ortama gelen solüsyonlar yeni

80

mineral oluşumları (granat, fahlerz, enarjit ve galenit gibi) meydana getirirler. Ayrıca bu bol sulu

eriyikler silikat minerallerinde değişimlere (döyteritik safha mineralleri oluşur) sebep olur. Magmatik

safha minerallerinin postmagmatik eriyiklerle reaksiyonu sonucu olarak değişimi döyterik değişim

olarak adlandırılır. Döyterik alterasyonla silikat minerallerinde, kloritleşme, serisitleşme, epidotlaşma

meydana gelir. Kontak pnöymatolitik bakır yatakları dünya rezervlerinin %1,6 sını üretimin ise % 3,8

ini meydana getirir.

10.3.4. Porfiri Bakır Yatakları:

Porfiri bakır yataklarını genel manada kısaca derinlik veya subvolkanik intrüziflerin

impregnasyon cevherleşmeleri olarak kabul etmek mümkündür. Burada cevherleşme cevher taşıyan

hidrotermal çözeltilere bağlı olduğundan hidrotermal yataklar olarak da nitelendirilebilmektedir. Porfiri

bakır yataklarının birkaç müşterek özelliği vardır ki, bu özellikler bakır yatağının prokspeksiyonunu

kolaylaştırır. Bu cevherleşmeler daha çok granodiyoritik, monzonitik, bazen de andezitik intrüziflerle

ilgilidir. Burada porfirik kayaç dokusu ve intrüzif breşler oluşması da karakteristiktir. Cevherleşme

impregnasyon veya damar ağı şeklinde oluşur. Hâkim olarak intrüzif kayaçlar içinde fakat bazen de yan

kayaçlar içinde bulunurlar. Hidrotermal eriyiklerin tesiriyle, intrüzif kayacın çevresinde en dışta kloritli

ve epidotlu bir propillit zonu yer alır. İçeriye doğru arasıra kaolenli de olabilen bir serizit pirit zonu

bulunur ve çekirdekte K-feldspat (ortoklaz) ve biyotit oluşumlarının görüldüğü bir kalimetasomatik zon

bulunur (Şekil 10.2).

Şekil 10.2: Porfiri bakır yataklarında hidrotermal alterasyon zonları (Lowell& Guilbert 1970)

Bu kalimetasomatik zon genel olarak ince taneli bir kayaç dokusu oluşturur. Serizit zonunda pirit

impregnasyonları hâkimdir. Kali zonda ise bakır sülfidler ve az miktarda molibden bulunur. bakır

kapsamı ekseriya düşük olup % 1-% 0,4 arasındadır. Ancak zengin cevherleşmelere de rastlanılabilir.

Cevherleşme yüzlerce metre derinlikte çekirdek bölgesi yakınlarında molibden zenginlşemesiyle

karakteristiktir.

81

Porfiri yataklarındaki bakırın orijini tartışmalıdır. Genellikle jeotektonik konum olarak yaklaşan

plaka sınırlarında bindirme yapan plaka üzerinde bulunur. Bu yüzden buradaki bakırın kaynağı dalan

plakanın ergimesiyle oluşan magma ile ilgili görülmektedir (Şekil 10.3).

Şekil 10.3: Porfiri bakır yataklarının levha tektoniğindeki yeri.

Fakat çeşitli porfiri yataklardan alınan örneklerin duraylı izotop analizleri (S34/S32, Rb-Sr)

sonucunda bakırın kaynağının “jüvenil” olduğu ortaya çıkmaktadır. Yani porfiri yatakları oluşturan

bakırın üst manto kaynaklı magma ile alakalı olduğu açıklanmıştır. Burada cevher taşıyıcı hidrotermal

eriyikler ve magmanın kaynağı aynı olup aynı zamanda oluşmuşlar ve yerleşme bölgesine birlikte

yükselmişlerdir. Magmanın kristalleşmesiyle suyun magmadan ayrılması yaklaşık 2-3 km derinlikte ve

700-800 °C de meydana gelmektedir. Bu derinlik ve sıcaklıkta porfirik doku ve intrüzif breşleşmenin

oluşması için uygun şartlardır. Felsik magmadan ilk hidrotermal eriyiklerin ayrılması 2000 barlık basınç

altında olur. Bu hidrotermal eriyiklerin bünyesinde H2O, CI, metaller ve indirgenmiş S bulunur. Granitik

magmanın sulu fazında genellikle NaCI, KCI, HCI ve CaCI2 bulunur. Metallerin taşınması ya klorür

karmaşıkları sistemiyle ya da S-su karmaşığı sistemiyle olabilmektedir. Metaller S’le birleşerek metal

sülfidler halinde kolaylıkla taşınabilir. Cu, Fe, S ve su bulunan ortamda eğer Fe(+2) değerli ise

kalkopirit, eğer (+3) değerli ise o zan nabit bakır çökelmesi görülür.

Zaten porfiri bakır yataklarında pirit minerallerinin çok bulunuşu, ortamda Fe+2 ve S-2 iyonlarının

çok bulunduğunu gösterir. Çözeltide Fe+2 yoksa S oksitlenerek SO4-2 iyonlarını oluşturur (S-2 →S+6

haline gelir).

Felsik ergimiş magma yükselirken suyla doymaya başlar. Aşırı doyma sonucu su buharı basıncı

da artar. Ve bu basınç kayaçların yükünden dolayı var olan basınçtan büyük bir değere ulaşır. Bunun

sonucu olarak veya intrüzyonun tektonik hadiselere maruz kalmasıyla hidrotermal eriyikler ayrılır.

Felsik Magma: Tipik felsik kayaçlar, granit, siyenit, granodiyorit, monzonit ve diyorittir.

82

Ayrıca artan su buharı basıncı intrüzyonla meydana gelen magmatik kayaç ile çevre kayalarda

kırılmalara sebep olur. Faylanma ve kırıklanmalar muhtemelen patlamalı su ayrılmasıyla oluşur.

Plütonun yerleşimi sona ermeden önce son katılaşma gerçekleşmeden ortamda iri kristalli feldispatlar,

kuvars, biyotit, hornblendler meydana gelir. Yerleşimin bitimine doğru ise basınç azalması ile

magmanın geri kalan kısmı kristallşemeye başlar ve porfirik dokulu kayalar oluşur. Su klor metaller S-

F-B-P-H ve CO2’li sular daha sonra intrüzyonun dış kenarlarındaki breş boşluklarına çatlaklara nüfuz

eder. Ağ şeklindeki çatlakların dolmasıyla stokvörk tipi cevherleşmeler meydana gelir. Ayrıca çeşitli

sıcaklık basınç şartlarında yan kayaçla olan reaksiyonlara göre alterasyon zonları meydana gelir.

Buradaki alterasyonlar intrüzyonla döyteritik metasomatizma ile oluşur. Daha sonra yanlara ve

yukarılara doğru diğer zonlara ve hidrotermal alterasyon zonlarına geçiş gösterirler. Bütün bunlardan

anlaşıldığı gibi porfiri bakır yatakları düşük sıcaklıkta magmatik şartlardan hidrotermal şartlara kadar

uzanan fizikokimyasal şartlarda meydana gelmektedir.

10.3.4. 1. Porfiri Cu Yataklarının Oluşum Tipleri

Bu yatakların iki alt tipi vardır.

Lowell ve Gilbert Modeli (Ant tipi porfiri bakır ya takları):

Porfiri bakır yatakları olarak ilk bilinen tip olup cevherleşme granodiyoritik ve kuvars

monzonitik intrüzyonlara bağlıdır. Cevherleşmiş intrüzyon içinde potasik, serizitik (=fillik), arjilik ve

propillitik olmak üzere alterasyon zonları vardır. Bakır cevherleşmesi genellikle potasik-fillik zon

geçişinde yer almıştır. Ayrıca fillik zon içinde çatlakları doldurmuş olarak cevherleşmelere rastlanır. Bu

tipin en önemli özelliği bazen ana ürün seviyesine erişen “Mo” zenginleşmesi kapsamasıdır (Örnek:

Climax).

*Arjilik zon: Bir veya birkaç kil mineralinin (kaolinit, nakrit, dikit vs) oluştuğu alterasyon.

Diyorit Modeli (Hollister, 1978):

Bazı porfiri bakır yatakları düşük SiO2/Na2O+K2O oranlı intrüziflerle ilişkilidir. Bu tipte

hidrotermal eriyiklerde S az olmakta ve silikatik yan kayaçlardaki demiri piritleştirememektedir.

Böylece pirit haline gelemeyen demir, biyotit, klorit ve manyetiti oluşturur.

Bu tipte molibden oranı yok denecek kadar azdır. Buna karşılık yan mineral olarak manyetit bulunur.

Diyorit modelinde cevherleşme potasik ve onun çevresindeki profillitik kuşaklardan oluşur. Buradaki

bakır sülfidler özellikle (Au)’ca zengin olup potasik zonda dissemine halde ya da damarcıklar halinde

bulunurlar.

Porfiri tip bakır yatakları oluşumunu sağlayan intrüzif kayaçların özellikleri:

1.İntrüzif kayaç en az %10 biyotit veya hornblend ihtiva eder (Holland 1972).

2.İntrüzif kayaç breş bacaları ile kesilmiş ve düzenli biçimde kırıklanmıştır (Norton ve Cathles, 1973).

3.Pasif biçimde yerleşen intrüzif kayalarda cevherleşme imkânı daha fazladır.

83

10.3.4. 2. Türkiye Porfiri Bakır Yatakları

Ulutaş Porfiri Bakır Yatağı: İspir (Erzurum) ilçesinin 30 km kuzeyinde Ulutaş köyü çevresinde

yer alır. Ulutaş yatağı 2x5 km büyüklüğünde bir kuvars monzonit kütlesinin üzerindeki çok evreli

kuvars porfiri breş karmaşığı ile ilişkilidir. Güney kesimde breş zonları vardır. Burada 3 km

uzunluğunda 1,5 km eninde bir alterasyon alanı vardır. Cevherleşme kuvarsmonzonit ve kuvars porfirin

makaslama zonlarında stokvörk şeklindedir. Mineralleşme bol pirit ve az kalkopirit ile molibdenitten

ibarettir. Cevher tenöründe derinlere doğru bir artış yoktur ve ekonomik bir yatak değildir. Bundan

başka Bakırçay (Çorum), Tunceli, Rize’de bu tip yataklar vardır. Fakat hiçbiri ekonomik değildir.

10.3.5. Hidrotermal Damar Şeklindeki Yataklar:

Mineral parajenezlerine göre çeşitli damar şeklinde yataklar vardır. Mesela büyük ekonomik

önemi olan Montana’daki Anaconda damarları bu tiptir. Cevher minerali enarjittir. Başka bir örnek ise

kuvars-kalkopirit damarları halinde olup granitik bir plütonun çevresinde yer alırlarlar. Bu damarların

hiç ekonomik bir önemi yoktur. Aynı şekilde karbonatlı bakır cevheri damarları vardır ki bunların

mineralleri pirit, kalkopirit ve fahlerz, gang mineralleri ise siderit ankerit ve dolomittir. Günümüzde bu

son tipler işletilmemektedir.

10.3.6. Volkano-Sedimanter Sülfid Yatakları:

Volkanik masif sülfid yataklarının büyük çoğunluğu % 90’nın üzerinde demir sülfid ve

özelliklede pirit içerirler. Bazı yataklarda pirotinin hâkim duruma geçtiği bilinmektedir. .Bu yataklar

merceksiden levhamsıya değişen stratiform kütleler halindedirler. Volkanik veya volkano-sedimanter

kayaçlarla dokanak ilişkisi gösterirler. Manyetit veya hematit şeklinde masif oksitli yataklara geçiş

gösterebilirler.

En önemli yan kayaç riyolit olup özellikle kurşun içeren cevherler bu kayaç tipiyle ilgilidirler. Bakır

grubu her zaman olmamakla birlikte genellikle mafik volkaniklerle ilişkilidir. Volkanoklastik kayaçlarla

sıkı bir ilişki mevcuttur ve birçok cevher kütleleri riyolit domlarının püskürük ürünleri üzerinde yer

alırlar. Yatakların tabanından genellikle bir stokvörk mevcut olup, bu stokvörk beslenme kanalı olarak

görev yaptığı gibi kendisinden de çoğu zaman cevher olarak yararlanılabilir. Bu kanal boyunca cevherli

çözeltiler üsteki masif sülfid yataklarını oluşturacak şekilde yükselirler.

Masif sülfid yataklarının büyük çoğunluğu zonludur. Cevher kütlelerinin üst yarısında galenit ve

sfalerit en boldur. Buna karşılık tabana doğru kalkopirit artar ve tabanda kalkopirit stokvörk cevhere

geçer. Bu zonlu yapı en iyi polimetalik yataklarda gelişmiştir (Şekil 10.4).

84

Şekil 10.4: Şekil Volkanik masif sülfid yataklarının ideal kesiti (Evans, 1988).

Masif sülfid yataklarının mineralojisi nispeten sadedir. Bolluk sırasına göre başlıca mineraller

pirit, pirotin, sfalerit, galenit, kalkopirit, bornit, kalkosin tali olarak arsenopirit ile manyetit olup

parajeneze tetraedrit ve tennantit mineralleri eşlik edebilir. Başlıca gang minerali olarak kuvars vardır.

Zaman zaman karbonat oluşabilir. Bu yataklarda pirit önemli miktarlarda bakır eşliği olmadan

oluşabilmekte, fakat bakır kendi başına asla bulunmamaktadır. Kurşunun hâkim olduğu yataklarda çinko

ve bakır parajenezde yer alır. Hutchinson (1975) bu farklılıkların kabuk evrimine bağlı olabileceğini

belirtmiştir.

En yaygın yan kayaç alterasyonu kloritleşme ve serizitleşme şeklindedir. Alteresyon zonu baca

şekilli olup, içinde ve merkezine doğru kalkopirit içeren stokvörkler taşır. Alteresyon bacasının çapı

yukarıya artar ve zaman zaman masif cevher ile aynı hale gelir.

Metamorfizmaya uğramış yataklar olağan olarak tavan kayaçta alterasyon etkisi gösterirler.

Volkanik oluşuklara bağlı olarak çeşitli tipte bakır yatakları bulunmaktadır. Bu yatakların metal

kapsamları oluşumları ve jeotektonik konumları farklıdır. Yine bu tip yatakların ilişkili oldukları magma

da çeşitlidir. Mesela Kıbrıs tipi bakır yatakları bazik magma, Kuruko tipi yataklar kalk-alkali magma ve

Cerro des Pasco tipi de granitik magmanın aktivitesi ile ili şkilidir.

Farklı özellikleri olmasına rağmen bu yatakların oluşum mekanizması aynıdır. Volkanik orijinli

hidrotermal eriyikler diğer volkanik materyallerle birlikte tektonik kırık ve çatlaklardan deniz seviyesine

ulaşarak tabana yayılır. Bu ortamda hızlı soğuma ve pH ile Eh’ın ani değişimi ve deniz suyunun

etkisiyle metal sülfidler çökelmektedir. Kırık ve çatlak hatlarından cevherli eriyiklerin deniz tabanına

85

yayılması, silikatik bileşimli magma geliminin en aza indiği dönemlere rastlar. Bu tip cevher

oluşumlarında, deniz dibi volkanik aktivitesi sonuna doğru çıkmakta olan fümeroller de cevherleşmeye

sebep olabilirler. Japonya’da bazı araştırmalar fümerollerin tekrarlanan faaliyetleri sonucu masif sülfid

yataklarını oluşturduğunu ortaya koymuştur (Tatsumi, 1970; Sato, 1974).

Volkanosedimanter bakır yataklarının konsantrasyonları aynı tip demir yataklarından daha

fazladır. Mineral parajenezi kalkopirit, pirit şeklinde olup bazı yataklarda enarjit bu parajeneze eşlik

eder. Daha az miktarda sfalerit ve fahlerz minerallerine rastlanır.

Volkanosedimanter yataklara en tanınmış örnek Rio Tinto ve Michigan bakır yataklarıdır.

Burada stratiform volkanojen bakır yatakları bazik lavlar içinde yer alan zeolit ve nabit bakır

cevherleşmeleri şeklindedir.

En geniş ve yaygın volkanojen bakır yatağı tiplerinden biri de Japonya’daki Kuruko Tipidir. Bu

tipte cevherleşme açık denizden bir eşikle ayrılan sığ bir deniz ortamında breşleşmiş riyolitik lav

domları üzerinde veya piroklastik akıntılar halinde oluşmuştur (Sato 1968). Cevherleşme Miyosen yaşlı

olup yeşil renkli bir tüf kuşağı içinde ve asidik volkanik katmanlara bağlı Zn-Pb-Cu oluşumları

şeklindedir. Cevherleşme içinde ve üstünde yaklaşık 200 m kalınlıkta olmak üzere cevherleşmeyi örten

bir kil örtüsü (montmorillonit) bulunmaktadır. Cevherleşme içinde yer yer barit ve jips katmanları yer

alır. Bu durum ortamın oksidasyon potansiyelinin zaman zaman yükseldiğine işaret eder.

Bazı araştırıcılara göre (Mitchell, Garson 1976) Kuroko tipi cevherleşmeler, dalma-batma

zonlarında oluşan ada yaylarının tipik bir cevher oluşumudur (Şekil10.5).

Şekil 10.5: Bir Kuroko yatağında geçen şematik kesit (Sato 1977).

86

Kıbrıs tipi bakır yatakları: Kıbrıs’ta Troodos masifinde yer alan bu cevherleşme bazaltik yastık lavlar

üzerine gelen masif cevher katmanı şeklindedir. Cevher taban kısımlarda kristalin özellik gösterir.

Tavana doğru önce şekilsiz cevherleşmeye en üst kısımda da ince katmanlı silisli, piritik bir demir oksit-

Mn seviyesine geçer (Şekil 10.6).

Şekil 10.6: Bir yayılım ekseni boyunca kabuk gelişimin şematik görünümü. Kabuk tabakalanması ve

Kıbrıs Tipi Masif Sülfit yataklarının tahmin edilen konumları şekilde belirtilmiştir (Cann 1970 ve Sillitoe 1972 ).

Asidik ve bazik magmalara bağlı volkanosedimanter bakır yatakları olduğu gibi bazik-nötr bileşimli

volkanik kayaçlarla ilişkili yataklar da vardır.

Bazı yataklarda, volkanik katmanlar içinde derin deniz karbonat ara katkıları bulunmaktadır. Bu

tip cevherleşmeler "Besshi tipi"olarak adlandırılmıştır- (Mitchell ve Bell 1973). 'Plaka tektonikçilere

göre bu cevherleşmeler Benioff zonu üzerindeki cevherleşmelerdir.

Türkiye'de Ergani-bakır yatakları volkana-sedimanter bir yatak olarak kabul edilmektedir (Şekil 10.7).

Şekil 10.7: Ergani bakır madeni anayatak şematik kesiti (A.Helke’ye göre).

87

Burada cevherleşme ofiolitik volkanizma ile ilgilidir. Bir bindirme hattı boyunca serpantinler

diyabazlar üzerine bindirmiştir. Bindirme hattını enine kesen faylar mineral sonrası olarak cevherleş-

meyi de etkilemiştir. Diyabazların yoğun biçimde kloritleşmesi ayrıca, serpantinlerin yapraklı bir yapıya

dönüşmesi post-volkanik olaylar olarak kabul edilmektedir.

Şekilde de görüldüğü gibi iki tür cevherleşme söz konusudur. Zengin bakır kapsamlı (%15 'e

varan bakır) masif cevher ve düşük tenörlü içirimli veya saçınımlı olduğu kabul edilen cevherleşme.

Fakir cevherleşmenin tenörü %l- %0,5 (%0,231 kobalt var) arasında olup, masif cevherin etrafını

çevirmektedir.

Cevherleşmenin 4 dönemde yerleştiği bilinmektedir:

1.Dönesi: Pirotin, magnetit, pirit (çok kataklastik)

2.Dönem: Pirotin, lineit, kalkopirit, kubanit, valeriit, sfalerit

3. Dönem: Kalkopirit, pirit, markazit, sfalerit, bornit, galen

4. Dönem: Kalsit, ankerit, siderit.

Ana mineral olan kalkopirit,magnetit ve piritten sonra gelmiş ve onları keserek

metasomatizmaya uğratmış, böylece ince damarcıklardan ibaret stokvörk görünümü kazanmıştır. Bu

görünümü yani damarcık ağı sekilindeki yapısı yüzünden bu yatakların hidrotermal oluşumlu ola-

bileceği de tartışılmaktadır. Günümüzde som cevher ortada yoktur. Şimdi içirmeli cevher kuşağı

işletilmekledir.

10.3.7. Volkanosedimanter Yatakların Levha Tektoniğine göre oluşum Yerleri

Birlikte bulundukları kayaçlara ve tektonik ortamlarına göre iki esas grupta toplanırlar (Şekil 10.8).

1.Ekzalatif volkanojenik grup

2.Ekzalatif sedimanter grup

Bunlarda kendi alt gruplarına ayrılırlar.

10.3.7.l. Eksalatif Volkanojenik Grup

a) Primitif Tip ( Zn- Cu hâkim, Ag ve Au içerikli): Volkanik kayaçlar mafikten felsiğe kadar değişir.

İlgili sedimanter kayaçlar olgunlaşmamış greyvak ve volkanoklastiklerdir.

b) Kuroko Tipi (Polimetalik, Pb-Zn-Cu'ca zengin, Ag ve Au içerikli): Gittikçe kıtasallaşan O2’nin

bol olduğu ortamlarda çökelmiştir. İlgili sedimanter kayaçlar, gittikçe artan epiklastikler, kıtasal

oluşuklar ve karbonat-sülfidce zengin kayaçlardır. Volkanik kayaçlar bazaltik, riyodasidik kayaçlardır.

Cevherleşme pirimitif tipten daha fazla patlamalı silisik alkali volkanizma ile ilgilidir.

c)Kıbrıs Tipi (Cu'lu pirit tipi, Au içerikli): Okyanus kabuğunda riftleşme ve tansiyon kontrollü

yataklardır. İlgili kayaçlar ultramafik-toleyitik arasında ve cevherleşmeler bazaltik yastık lavlarda oluşur.

88

Sedimanter kayaç çok azdır. Hepsi pelajiktir. Okyanus kabuğu kökenli ofiyolitik kayaç birliği söz

konusudur.

d) Kieslager (Besshi) Tipi (Cu-Zn hâkim Au içerikli): Kıbrıs tipi ile pirimitif tip arasında bir jeolojik

özellik gösterir. Daha fazla metamorfizmaya ugramıştır. Bu tip pirimitif tipte olduğu gibi greyvak ve

volkanoklastik kayaçların oluşturduğu kalın sedimanter kayaç dizili kararsız çökme havzalarında

oluşmuşlardır. Kıbrıs tipinde olduğu gibi toleyitik volkanik yahut plütonik kayaçlarla ilgilidir. Belirgin

sedimanter eğilim gösterdiklerinden ekzalatif sedimanter gruba benzerlik gösterirler.

10.3.7. 2. Ekzalatif Sedimanter Grup

a) Klastik kayaçlar içindeki yataklar : Bunlar çökme ve belli kratonik rift kontrollü ortamlarda

( avlokojenik) olabilir. İlişkili oldukları kayaçlar kalın türbiditik, arjilik-şeyl dizileridir. Çok az miktarda

toleyitik ve mafik karakterli diyabaz, amfibolit ve bazalt gibi kayaçlarla ilişkilidir.

b) Karbonat kayaçlar içindeki yataklar: Sığ kıta kenarlarında şelf fasiyesinde karbonatlar ve klastik

sedimanter kayaçları içeren horst-graben ortamlarda şekillenmişlerdir. Çok ince tüf tabakaları

volkanizma yahut plütonik aktivite ile çok az ilgili olduğunu gösterir. Bu yataklar tamamen sialik

karakterli magmatik aktivitelerle ilgilidir.

Şekil 10.8: Levha tektoniğine göre volkano sedimanter sülfid yataklarının oluşum yerleri (Hutchinson,

1980).

10.3.8. Bozunma Yatakları:

İçinde bulundukları alterasyon şartları yüzünden bakır tipik bir davranış gösterir. Bakır çok

kolaylıkla H2SO4 ile çözünerek çözeltiye geçebilir. Diğer taraftan da kolaylıkla sülfid halinde tekrar

çökelebilir. Bu durumu çok sık olarak yıkanmış oksidasyon zonlarında ve buna bağlı olarak zengin bakır

kapsamlı sementasyon zonlarında görüyoruz. Eğer oksidasyon zonu kireçtaşları ya da dolomitik

kayaçlar olarak primer karbonat kapsıyorsa CuSO4’lı alterasyon çözeltileri hemen bu karbontalarla

89

reaksiyona girerek Cu minerallerine dönüşür. Bu mineraller malahit ve azurittir. Bakır böyle durumlarda

oksidasyon zonunda kalarak yatak oluşturur. Bu durum bakır yatakları hakkında yorum yapabilmek için

önemli bir konudur. Limonitli silikatik yan kayaçlar ile yıkama yüzünden hücreli yapı kazanmış kuvars

ve iz element halindeki çok fakir bakır seviyeleri derine doğru büyük bir ihtimalle işletilebilir nitelikte

sementasyon zonu cevherleşmelerine geçiş gösterir. Karbonatlı veya dolomitik yan taşlarla reaksiyon

sonucu malahit oluşumunda metal taşıması söz konusu değildir. Oksidasyon zonunda bu şekilde görülen

Cu kapsamı derinlerde sülfidik zon şeklinde görülür. Oksidasyon zonunda meydana gelen limonit

oluşumlarının şekil ve renkleri cevherleşme hakkında bazı ipuçları verebilir. Limonitteki kiremit

kırmızısı ve sarı renkler pirit varlığına, kestane kahve veya koyu kahve renkleri ise zengin bakır cevheri

oluşumlarını işaret eder. Turuncu renkler tipik olarak bornitten gelmektedir. Hücre şeklinde boşluklarla

dolu bir limonit tekstürü kalkopirit varlığına, hücreli tesktürdeki hücreler üç köşe ile sınırlanmışlarsa

bornit varlığına delalet eder.

Sementasyon zonu cevherlerinin en önemli minerali kalkosindir. Kalkosinin assendent-hidrotermal

oluşumu da önemli ve bilinen bir oluşum şeklidir. Assendent kalkosinin büyük derinliklerde zengin

cevherleşmeler olarak devam ettiği durumlarda sementasyon zonunda oluşan kalkosinin dağılımı sınırlı

olabilir. Bu iki farklı kalkosin oluşumu maden mikroskobik incelemeyle birbirinden ayırd edilebilir.

Düşük sıcaklıkta oluşmuş kalkosin rombik sistemde kristallenir. Bu sementasyon zonu mineralidir. Öyle

ise bu mineral assendent olarak 103 °C’nin altındaki soğukça eriyiklerden oluşmuş da olabilir. Yüksek

sıcaklıklarda ise kübik kalkosin oluşmakta ve eğer ortamda CuS fazlalığı var ise o zaman izotrop mavi

renkli kovellin oluşur. Kübik sistemde oluşan neodigenitten (assendent) yavaş yavaş soğuma ile tipik

kovellin lamelleri ayrılır.

Nispeten zengin oksidasyon zonu cevherleşmelerinin altında metal ce fakir bir zon yer alır.

Bunun altında ise esas cevherleşme zonu olan sementasyon zonu bulunur. Sementasyon zonları tropik

iklimlerde çok kalın olabilmektedir.

10.3.9. Sedimanter Cu Yatakları:

Sedimanter kayaçlar içindeki çok geniş yayılımlı bakır yatakları iktisaden önemli ve

magramatizmayla ilişkili olmayan sedimanter yatakalardır. Bu sedimanter kayaçlar ya çöküntü

havzalarında yer alan siyah şeyler ve marnlar ya da arid iklimlerde oluşmuş kumtaşı kompleksleridir.

Doğu bloğu hariç tutulursa dünya rezervlerinin ortalama %21'i bu tip yataklardadır (Cissarz ve

diğerleri,1972). Bu tip için Zambiya'daki Katanga Almanyadaki Mansfeld yatakları örnek olarak

verilebilir. Mansfeld yatakları Permiyen yaşlı Cu-şistleridir. Bakır şistler 30-40 cm kalınlığında olup,

cevherleşmenin tenörü % 2,5 Cu’dır. Ayrıca tonunda 142 gr Ag bulunmaktadır. Mansfeld yatakları

günümüzde işletilerek tüketilmiş durumdadır. Katanga yatakalarında ise bakırın yanında yan ürün olarak

Kobalt (Co) elde edilmesi tipik bir özelliktir.

90

10.3.9.1. Sedimanter Cu Oluşumu:

Sedimanter bakır yatakları volkanojen (yani magmatik) kaynak ile ilgisi olmayan., lagün veya

göl ortamlarında oluşan sedimanter kayaçlara bağlı yataklar olmaktadır. Sülfidik halde bulunan bakır

genellikle kumtaşlarına bağlı olarak gelişmiştir.

10.3.9.2. Sedimanter Cu Oluşumunun Jeokimyası:

Eksojen ortamda bakırın maden yatağı oluşturabilmesi, herşeyden önce onun jeokimyasal

hareketlilik kazanmasına bağlıdır. Bunun için sülfit ve katı halde bulunan bakır, oksitlenerek Cu+2

halinde ortama taşınır.

Eksojen ortamda yegane kükürt kaynağı deniz suyunda bulunan SO4-2 anyonudur. SO4

-2

anyonunun bakırı fikse edebilecek (tutabilecek) S-2 haline gelebilmesi, ortamdaki aneorob (havasız

yaşayabilen) canlılarla mümkün olmaktadır. Anaerob canlıların hayatlarını sürdürebilecekleri en iyi

ortam ise, açık denizle taze deniz suyu alışverişinin az olduğu lagünler, karalarda ise göllerdir.

Sedimanter bakır yatağının oluşabilmesi için başka bir faktör de iklimdir. Ortamdaki SO4-2

anyonu konsantrasyonunun yükselebilmesi için suyun buharlaşmasını sağlayacak bir kurak iklim

gereklidir.

Bütün bunların yanında, bakırın kaynağı da önemlidir. Bilindiği gibi deniz suyunda büyük

miktarda bakır çökelmesini sağlayacak oranda (Cu) yoktur. Öyle ise ortama Cu gelmesi için çevrede bir

bakır kaynağının olması gerekir.

Bazı araşatırıcılara göre, sedimanter bakır yataklarının oluşumu volkanojen yataklarla ilişkilidir.

Vokanojen sülfit yatağı oluşum dönemlerinde oluşan bakır yatakları karasallaşma dönemini takiben

karada çözünerek ortama taşınır. Ve daha önce anlatılan faktörlerin de gerçekleşmesiyle sedimanter

bakır yatakları oluşur.

Türkiyede bu tip oluşumlar bol fakat küçük yataklanmalar halindedir. Çorum, Tokat, Sivas

çevresinde bulunurlar.

10.3.10. Metamorfik Cu Yatakları:

Metamorf yataklar, tekrar kristallenme ve yeni minerallerin oluşumu şeklinde açık belirtiler

gösteren yataklardır. Bu yataklarda çoğu zaman primer ilişkilerin izleri kaybolmaktadır.

10.3.10. 1. Dinamometamorfik yataklar:

Bölgesel metamorfizma ile değişikli ğe uğramış yataklardır. Bu yataklar aslında pirit yataklarıdır.

Piritten başka kalkopirit, sfalerit ve pirotin (pirit yüksek basınçta pirotine dönüşür) mineralleri de yer

91

alır. Cevherleşmede eğer bakır tenörü % 1 den fazla olursa o zaman yatağa bakır yatağı gözü ile

bakılabilir.

Cevherleşme şiddetli tektoniğe uğramış ve yan taşlar da değişikli ğe uğramıştır. Umumiyetle düzensiz ya

da mercek şeklinde olurlar. Bu tip yatak olarak Almanya’da ve Karpat dağlarında işletilen Cu'lu pirit

yatakları vardır. Fakat en tipik örnekleri Norveç'deki bakırlı pirit yataklarıdır.

10.3.10. 2 Polimetamorfik Yataklar:

Gelişen birçok metamorfik olaylar sonucu oluşmuş karmaşık yapıda eski kalkanlarda görülen

yataklardır. En önemli örneği, Avrupa'nın en büyük bakır yataklarından biri olan Outukumpu

(Finlandiya) yatağıdır. Outukumpu yatağı birkaç yüz metre kalınlığı olan kuvarsitler içinde yer alır.

Kuvarsit içine metamorfizma ile tamamen değişmiş ultrabazik kayaçlar enjekte olmuştur. Bu değişim ile

kayaçlar serpantinleşmiş kloritleşmiş talk ve magnezitleşmiştir. Serpantitlerle kuvars kontaklarında Cr-

diyopsit, Cr-mika, Cr-granat minerallerinin de yer aldığı bir zon bulunur.

Cevherleşmede mineral olarak ortalama %30 pirit, %12 kalkopirit, %15 pirotin ve % 1 sfalerit

bulunur. Tenör ise şöyledir. % 3,5 Cu, % 1,2 Zn, % 45 SİO2 , % 23,8 ayrıca Co, Ni, Se yanında 4,8

gr/ton Au, 12g/ton Ag bulunmaktadır. Bu tip yataklara Norveç, İsveç- Kanada ve ABD'de de

rastlanmaktadır.

92

11.BÖLÜM

11. NİKEL YATAKLARI

11.1. CEVHER MİNERALLER İ

Cevher Mineralleri Kimyasal formülleri % Ni Yoğunluk

Pentlandit (daha çok) (Fe,Ni)9S8 10-40 4.5-5

Nikelpirotin Sıcaklığın düşmesiyle pirotin minerali içinde

pentlandit ayrılımları oluşur.

Bravoit (Ni,Fe)S2

Millerit (NiS)

Nikelin NiAs 39-45 7.7-7.8

Gersdorfit NiAsS 26-40 5.6-6.2

Ulmanit NiSbS 28-40 6,7

Kloantit NiAs2 28 6.5

Rammelsbergit NiAs2 28 7.1

Smaltin (Ni,Co)As2 9-28 6.6

Mauherit Ni4As3 51 8.0

Garnierit [(Ni,Mg)6(OH)6Si4O10H2O] 4-36 2.3-2.8

Şuhardit Ni-Montnorillonit 4-36 2.5

Pimelit Ni-Şaponit 4-36 2.5

11.2 GENEL BİLGİLER

11.2.1. Kullanım Alanları:

Nikel çok iyi bir alaşım elementi olup, % 80’i bu alanda kullanılır. Mesela, çelik üretimi ve

renkli metallerle birlikte yapılan alaşımlar önemlidir. Bu özelliği ile stratejik ve çok kıymetli bir

elementtir.

11.2.2. Cevher Kalitesi:

Nikel umumiyetle %1 den itibaren işletilir. Monometalik büyük yataklarda % 0,5 Ni yeterlidir.

Silikatik cevherler içinde mutlaka arsen ve bakır bulunduran sülfidli cevherlerden daha kolay izabe

edilebilir. Sülfürlü cevherlerde nikel yanında önemli miktarlarda Co, Cu ve platin grubu mineralleri

bulunabildiği gibi yan ürün olarak Au, Ag, Se ve Te elementleri elde edilebilmektedir.

93

Nikel cevherinin bileşiminde bulunan zararlı elementlerden Pb, Zn, Bi ve As konsantre elde

edilmesinde güçlükler çıkarır. Metalin kalitesini düşüren ana elementler % 0,1 değerinde dahi zararlı ol-

duklarından hiç istenmezler.

Kükürt % 12 den, MgO ise %15-17 den fazla olmamalıdır. HgO ergime noktasını etkiler, bu

yüzden mümkün olduğunca az olması arzu edilir. % 2-5 MgO li olanlar iyi kalite cevherlerdir.

Al 2O3 % 10-12’den fazla olmamalıdır. Yüksek Al2O3 muhtevası SiO2 ile birlikte ergitme sıcaklığını

yükseltir. SiO2 en fazla % 30-35 olmalıdır. Cevherin Fe tenörü ise silis tenöründen daima fazla

olmalıdır. En ideali % 30-40 Fe’dir.

Silikatik cevherlerin zenginleştirilmeleri problemlidir. Bu yüzden endüstriyel asgari tenör

sülfürlü cevherlere göre yüksektir (% 1.3-1.5). Silikatik cevherler önemli miktarda Co ihtiva edebilir.

Eğer kobalt miktarı % 0.1 den fazla ise yatak Co-Ni yatağı olarak kabul edilir, Silikatlı cevherlerde CaO

bileşeni ergime sıcaklığını düşürdüğünden ve silikatların bozunmalarını kolaylaştırdığından faydalı bir

bileşendir.

Rezerv yönünden sülfürlü nikel cevherleri daha küçük yataklarda (Mesela, 5-6 bin ton) ekonomiktir.

Fakat genel olarak 10 bin ve daha fazlası ekonomiktir. 200-500 bin tonluk rezervler büyük yataklardır.

11.3. NİKEL YATAKLARININ OLU ŞUM T İPLERİ:

Nikel hem kalkofil hem de litofil bir elementdir. Fakat oksijene kıyasla kükürte karşı daha du-

yarlıdır. Nikel magnezyumla aynı atom aralığına sahiptir. Bu yüzden olivinlerin Mg'u ile izomorf olarak

yer değiştirebilir. Kimyasal alterasyon ile serpantinleşen olivinlerden silikatik Ni yatakları oluşur.

Ultramafiklerle gabro ve noritlerden likid magmatik olarak ayrılan Ni, magmada yer alan S ile

birleşerek Fe'nin de bileşime girmesiyle nikel pirotini oluşturur, her iki tür oluşum da çok bazik

magmayla ilgilidir. Bazı Ni-Co damarları ise kısmen granitlere bağlıdır. Fakat bu damarlar nikel metali

elde etmek için önemli değillerdir.

11.3.1. Magmatojen Ni-Yatakları:

a. Bazik magmaların bileşiminde bulunan sülfürler:

Silikatlardan daha önce kristallenirler. 1500 °C’de magmadan ayrılarak dibe çökerler. Bu

şekilde Fe, Ni, Co, Cu ve platin mineralleri ayrılmış olur. Fe, Ni ve S' ün uygun konsantrasyonları var

ise, o zaman nikelli pirotin zenginleşmesi meydana gelir. Sadbury yataklarında olduğu gibi (Şekil 10.1).

Sadbury'de sedimanter kayaçlar arasına kase şeklinde bir lakolit girmiştir. Bu lakolit 60 km uzunlu-

ğunda 40 km genişliğindedir. Alt kısımda norit üst kısımda ise mikrogranit yer alır. Burada iki tür

cevherleşme oluşmuştur. Birincisi noritin tabanında gravitatif ayrılımla meydana gelen nikel pirotin

yataklarıdır. İkincisi ise yan taşların içine damarlar ve apofizler şeklinde enjekte olan ve "ofset" adı

verilen cevherleşmedir. Norit tabanındaki parajenez esas olarak pirotin, pentlandit, kalkopirit, sperilit

(PtAs2) karışımından ibarettir. Ayrıca tali olarak pirit, magnetit, nikelin, kasiterit ve galenit gibi

94

mineraller de bulunur. Ofset cevherleri hidrotermal safhaya geçiş gösterir. Derinlere doğru Cu artar,

Tenör % 3 Ni ve %1,5-2 Cu’ dur.

b. Hidrotermal Ni Yatakları:

Bu cevherleşmede Co, Ni, Ag, Bi ve U mineralleri bir arada bulunurlar. Bunun için bu oluşuma

Co-Ni-Bi-U formasyonu adı verilir. Nikel için önemli değillerdir. Daha çok Co, Au ve U için önemli

yataklarıdır.

11.3.2. Alterasyon ürünü Ni Yatakları:

Ultrabazik ya da bazik kayaçların ihtiva ettikleri çok küçük nikel oranları kimyasal alterasyon

sonucu önce Ni bikarbonatlar şeklinde çözünür ve aşağı doğru süzülürler. Daha sonra Ni hidrosilikatlar

oluşur. Bu ortam nötr ve hafif alkali bir ortamdır. Nikelle birlikte çözünen Co, Mn oksitleri ile karışarak

Asbolan cevherini oluşturur. Bu oluşumlar tropik veya subtropik iklimlerde görülür. Lateritik

bozunmayla oluşan bu yataklarda Fe bol bulunur. Üst taraflarda demir şapka benzeri oluşuklar bulunur.

Nikelin esas zenginleştiği yer Fe şapka altında fakat serpantinit üzerindedir (Şekil 11.1). Nikel burada

sadece Ni-klorit(garniyerit) olarak değil, aynı zamanda kolloidal olarak dağılmış olarak Fe içinde (%1

Ni) ya da, Mn-silikatlar tarafından absorbe edilmiş olarak ta bulunur.

Bu iki tip yatağa sedimanter oluşumlar ilave edilebilirlerse de yayılımları ve tenörleri çok düşük

olduğundan önemsizdirler. Ni sedimanter ortamlarda ancak H2S’li zonlarda cevherleşebilir. Türkiye'de

henüz üretim yapılabilecek bir Ni yatağı bulunmamıştır. Dünyada en çok Kanada, Rusya, Küba, ABD

ve G. Afrika'da üretilmektedir.

95

Şekil 11.1: Yeni Kaledonya Lateritlerinde Nikel Gelişimi

BÖLÜM 12

12. KOBALT YATAKLARI

12. CEVHER MİNERALLER İ Cevher Mineralleri Kimyasal formülleri % Co Yoğunluk

Kobaltin CoAsS 35 6

Smaltin (NiCu)As3 28 6

Kloantit CoAs3

Speiskobalt (CoNi)As3

Linneit (CoNi)3S4 11-53 4.8-5.8

Saflorit CoAs2 28

Asbolan (Co absorbe edilmiş Mn-Oksihidroksitleri) 2.4

Danait (Kobaltlı arsenopirit)

Heterogenit (Co(0H)2) 64 2-4

Glaukodot (FeCo)AsS

96

12.2.GENEL BİLGİLER

Kullanım alanları itibariyle kobalt stratejik bir metaldir. Demir-çelik endüstrisinde, jet uçakları

imalinde, metal kesme cihazları ve mıknatıs üretimimde kullanılır. Ayrıca kömürlerin sıvılaştırılmasında

katalizör olarak kullanılması da önemini arttırmaktadır. Kobalt eskiden yalnızca mavi renk üretiminde

kullanılırdı. Kobalt bileşikleri renklendirici olarak seramik ve cam endüstrisinde ayrıca kobalt karbidleri

metallerin sertleştirilmesinde kullanılmaktadır.

Kobalt jeokimyasal olarak tıpkı nikele benzer ve genelde nikelden 5-10 kat daha az olarak her

yerde birlikte ortaya çıkarlar. Kobalt genellikle karmaşık cevherlerde bulunduğundan duruma göre yan

veya ana ürün olmaktadır. Kobaltlı karmaşık cevherlerde kobalt, genel olarak smaltin ve saflorit

minerallerinde bulunmaktadır. Buna bağlı olarak kobalt cevherinin tenörüyle ilgili olarak kesin bir değer

belirtmek doğru olmamaktadır. Herşeye rağmen % 3 Co asgari işletme tenörü ekonomik olabilmektedir.

Yerkabuğundaki Co/Ni oranı 4/10’dur. Fakat iyon yarıçaplarının yakınlığına göre (Ni ve Mg=0,78 A°,

Co ve Fe=0,83A°) Mg’lu nikel veya Fe+2 içeren kobalt mineralleşmeleri olabilmektedir.

12.3.KOBALT CEVHERLE ŞMESİNİN OLUŞUM T İPLERİ

12.3.1. Magmatik Kökenli Yataklar:

Ekonomik yatakların oluşumu dikkate alınırsa, kobaltın esas oluşumunun mezotermal Co-Ni-

Ag-Bi-U damarları ile ilgili oldugu ortaya çıkar. Bu damarlar hemen hemen her yerde granitik kaynak-

lıdır. Yalnızca Ontario'nun (Kanada) bu şekildeki büyük damarları muhtemelen bazik bir hazneden

kaynaklanan oluşumlardır ki, bu damar formasyonlarını diğerlerinden ayırmak gerekir.

Ontario'nun Kobalt şehrinde Orta Proterozoyik yaşlı metamorfik seriler yer alır. Cevherleşmeler

hem bu serileri (Kobalt serisi) kesen hem de diyabazik intrüzif bir kütlede yer alan kırık ve çatlaklarda

yerleşmişlerdir. Diyabazlarda oluşan kırık ve çatlaklar arsenidli Co ve Ni- cevherleriyle ve biraz daha

genç oluşumlu Ag cevherleriyle dolmuştur. Ag cevherleşmelerinin önemli bir bölümü nabit Ag

oluşumları şeklindedir. Gang mineralleri kalsit ve dolomittir. Damarlar ancak 5-30 cm. kalınlığında ve

"Kobalt Serisi" ile diyabazlarda damarcık ağı (stokvörk) oluşturmuşlardır. Damarlar ekseriya az

derinliklerde (80-100m) yer almakta ve derine doğru gidildikçe zenginleşmektedir. Bu cevherlerden

yılda birkaç yüz ton metalik kobalt kazanılmaktadır.

Avrupa'da en eski kobalt yatakları Erzgebirge Dağlarında (Saksonya-Bohemya kesimleri) yer alır.

Esas yatak Batı Erzgebirge de Schneeberg yataklarıdır. Burada korbonatlı, kuvarslı bir gang içerisinde

Speiskobalt (Skutteridit, Smaltin ve Kloantit), rammelsbergit (weisnikelkies), nabit gümüş arjantit

(silberglanz) ve bizmut cevherleşmeleri izlenmektedir. Burada iki damar sistemi kesişmektedir.

Benzer damarlar Bohemya'da Johanngeurganstadt, Annaberg ve Joachimstahl 'da uran

cevnerleşmeleriyle birlikte ve onunla ilişkili olarak bulunur. Bütün bu damar bölgeleri bir granit

97

batolitinin (Karlsbad-Eisenstocker) doğu kenarında yer alırlar. Başlangıçta cevherleşme Ag şeklindedir.

Derinlere gidildikçe gümüşün yerine Ni ve Co geçtiğinden çeşitli derinlik basamaklarında Ni ve Co

cevherleşmede yer almıştır. Günümüzde bu yataklar uran ve bizmut için önemlidirler.

Norveç'te Kongsberg'in karbonatlı Co-Ag damarları bu tip damar formasyonlarına dâhil edilir.

Güney Norveç'te (Bodum Böl.) metamorfizma ile yeniden kristalleşmiş bir kobalt cevher yatağı vardır.

Dünya kobalt üretimi için en büyük öneme sahip yataklar Katanga’nın (Zaire) bakırlı kobalt

yataklarıdır. Katanga’da genç Proterozoik sedimentlerde yerleşmiş çok sayıda kısmen uran işletilen

sülfidik Cu-Co damarları bulunur. Primer cevher % 0.5 Co içerir. Örtüden siyah oksidik cevherin

ayrılmasından dolayı % 3 Co içerikli cevher elle ayırım ile kazanılır. Katanga ve Zimbave'nin bakırlı

damarlarında da kobalta (Linneit) bakır sülfidlerin refakatçısı olarak rastlanılmaktadır. Kobalt içeriğinin

yalnızca % 0,02-0,5 ile sınırlı olmasına rağmen bakır üretilmesi esnasında yan ürün olarak önemlidir.

12.2.2. Alterasyon Yatakları:

Nikelden kobaltın ayrıldığı ve asbolan olarak kazanıldığı bir yatak, Yeni Kaledonya'nın yüzeysel

alterasyonla oluşmuş Ni-yataklarıdır. Burada serpantinleşmiş bir ultrabazik Kayacın lateritleşmesiyle

oluşan zenginleşmeler söz konusudur (Şekil 11.1).

BÖLÜM 13

13. D E M İ R YATAKLARI

13.1. CEVHER MİNERALLER İ

Demir Cevheri

Mineralleri

Formül % Fe Yoğunluk

Magnetit Fe3O4 72 5.2

Hematit Fe2 O 3 70 5.1

Götit Fe2 O 3.H2 O 60-63 3.7

Limonit Fe2O3.H2 O +aqua 48 3.8

Siderit FeCO 3 48 3.8

Şamozit 3FeO.Al2O32SiO2.3H2O 33 3.2

Turingit 3FeO.Al2O32SiO2.3H2O 40 3.2

13.2. GENEL BİLGİLER

Demir 3500 yıldan beri bilinmekte ve kullanılmakta olan bir cevherdir. Bu cevherin demir ve

çelik üretiminde kullanıldığından önemi büyüktür.

13.2.1. Cevher Kalitesi:

98

Demir ve çelik imalatında kullanılan demir cevherinin kalitesi, cevherin demir muhtevası ve diğer

bileşenlerin miktarıyla yakından ilgilidir.

13.2.2 Demir Tenörü:

Demir cevherinin işletilebilme sınırı en az % 32'dir. Ancak şartlara ve teknolojik gelişmeye göre daha

düşük tenörlü cevherler de kullanılabilir. Diğer bileşenler, SiO2 demir cevherinin erirliliğini azaltır. Bu

yüzden SiO2 oranı % 10-15'i geçmemelidir. Tenörü yüksek olan cevherlerde bu miktar biraz daha

artabilir. SiO2/ A12O3 oranı % 1-1,5 arasında olmalıdır. Fosfor genel olarak 0.04'den fazla olmamalıdır.

Ayrıca kükürt % 0.1 - 0.5, arsenik % 0.007'nin altında, titan % 0.1'den az, kalay % 0.08'den az, Pb-

Zn % l'den az, bakır % 0.2 - 0.5, kromit % l'den az (bazı çelik üretiminde % 2-3 Cr2O3 olabilir) olma-

malıdır.

13.2.3. Demir Jeokimyası:

Demir yerkabuğunu oluşturan elementler arasında 4. sırada olup oksijen, alüminyum ve silisyumdan

sonra gelir. Yerkabuğunda ortalama Fe tenörü % 5'tir. Ayrıca demirin magmatik kayaçlardaki

oranı değişiktir. Ultrabaziklerde % 9.4, asidik kayaçlarda % 2.7'dir. Demir hemen hemen bütün

yatak tiplerinde oluşan bir mineraldir. Dünya demir üretiminin % 90'ını sedimanter ve bozulma türü

demir yatakları oluşturur.

Demirin maden yatağı oluşturmasını etkileyen jeokimyasal özellikler:

1) Oksidasyon potansiyeli: Fe +2 ve +3 değerli olmasından dolayı ortamın oksidasyon potansiyeli

önemlidir.

2) pH değeri önemlidir: Çünkü +2 değerli Fe asidik ortamda çözülebilir. Fakat +3 değerli Fe suda

çözünmez.

3) Ortamın kükürt konsantrasyonu: Fe, +2 değerli olarak kalkofil ve +3 değerli olarak litofil bir

karaktere sahiptir. Bu yüzden kükürt miktarı önemlidir.

13.3. DEMİR YATAKLARININ OLU ŞUM T İPLERİ

Demir Yataklarını Üç Ana Grupta inceleyebiliriz.

13.3.1. Likid Magmatojen veya Kristalizasyon Diferansiyasyon Yataklar.

Mineralleri: Titanomanyetit Fe2O4FeTiO3

Manyetit FeOFe2O3

İlmenit FeTiO3

Ulvospinel Fe2TiO4

Coulsonit FeV2O4

Oluşumu: Magmatik ayrılımın ilk safhasında yani erken kristalizasyon safhasında, ilk kristalleşen

silikatların yapısında yer alan +2 değerli demir, ender olarak da olsa oksitler halinde maden yatağı

oluşturabilmektedir. Taberg ve Kiruna tiplerinde olduğu gibi ortamdaki kükürt konsantrasyonun arttığı

safhalarda nikel ile birlikte sülfit halinde çökelmektedir (Sadbury tipinde olduğu gibi).

99

13.3.1.1. Taberg tipi yataklar:

Bu tip yataklar anortozit, gabro ve noritler içinde çeşitli büyüklükteki cevher kütlelerini

oluştururlar. Taberg tipi Fe-Ti-V yataklarının oluşumu magmanın diferansiyasyonu ile olmuştur. Uçucu

maddece fakir olan magmada klinoamfibollerden önce Fe ve Ti kapsamayan feldispatlar ayrılmaktadır.

Böylece sıvı fazda Fe ve Ti zenginleşmesi olmaktadır. Feldispat oluşumu silisin önemli bir bölümünü

harcadığından geride kalan Fe ve Ti oksitler halinde ayrılmaktadır ve ayrılan feldispatlar düşük özgül

ağırlıkları sebebiyle magma kütlesinin en üst bölümünde anortozit şapkalarını oluşturmaktadır. Bu

yataklar kapsadıkları titan ve vanadyumdan dolayı aynı zamanda Ti ve V yatakları olarak da

değerlendirilmektedir. En önemli cevher mineralleri; titanomanyetit veya hematit ve lameller halinde

ilmenit mineralleridir. İlmenitin lameller halinde ayrılımı ilmenit ile yüksek sıcaklıkta bir katı eriyik

oluşturan titanomanyetitin yavaş yavaş soğuması ile mümkün olabilir. Ramdohr'a (1975) göre bu

bozunma olayı yaklaşık 800°C de olmaktadır. Ani düşen sıcaklıkta ise homojen maddeler meydana gelir.

Bu ayrılım şekli ilmenit ile hematit arasında da olabilmektedir. Bu durumda yavaş soğuma ile Fe'ce

zengin ilmenitten hematit ayrılmaktadır. İlmenit lamelleri submikroskobik (çok ince röntgenografik

metodlarla anlaşılabilir) olabildiği gibi kalın lameller de görülebilir. İlmenitten Fe eldesi bu lamellerin

kalın oluşuna bağlıdır. İlmenitin levha şeklinde ayrılımı schlieren şeklinde de olabilmektedir. Bu

karışım şeklindeki titanomanyetit oluşumlarında +2 ve +3 değerlikli Fe yerine Ti gelmiştir. Aynı şekilde

V'da Ti gibi bir katı eriyik oluşturabilir. V, +3 değerlikli demirin yerini alabilir. Ayrıca Mg, Mn, Zn, Ni

(+2 değerlikli Fe'in yerini alır) ve Al, Cr (+3 değerlikli Fe'in yerini alır) şebeke yapısına girerek birer

katı eriyik oluşumu yapabilirler.

Taberg tipi yataklanmalarda yantaş tamamen anortozit olabileceği gibi piroksenit, olivinpiroksenit

gibi ultrabazik kayaçlar da olabilmektedir. Titano-manyetitler daha çok gabro ve noritlerde,

titanohematitler ise anortozitlerde görülürler.

Oluşum yantaşla birlikte olduğundan şiliren, mercek, band ve tabaka şekilleri izlenir. Tabakalı

şekiller likid-enjeksiyon yataklara geçiş şekilleridir. Cevherleşmenin tenörü ortalama % 32 Fe, %7

Ti, %0.01 P, % 0.16 V olup Türkiye'de örneği yoktur.

13.3.2. Likid Enjeksiyon Yataklar

13.3.2.1 Kiruna Tipi yataklar

Mineralleri; manyetit, apatit ve az miktarda primer veya manyetitin oksitlenmesi sonucu oluşan

hematittir.

Oluşumu: Kiruna tipi (Kuzey İsveç'te) olarak literatüre geçmiş olan bu yatakların oluşumu

tartışmalı olmakla birlikte birçok araştırıcı tarafından bu gruba dahil edilmiştir. Bu yatağın eski bir

itabiritik yatak olduğunu iddia edenler de vardır.

Genellikle, normal bir gabro magmasının erken kristalizasyon safhasındaki ayrılım ürünü ve

yantaşlar içine enjekte olması şeklinde oluştuğu kabul edilir (Şekil 13.1).

100

Şekil 13.1: Kiruna Magnetit yatakları ( Vogt 1927’ e göre)

Şekilde görüldüğü gibi kalın bir intrüzyon bandı şeklindeki cevher alkali siyenit ve

kuvarsporfirler içerisinde yer alır. Bu oluşum, büyük miktarda uçucu eleman bulunduran akıcı cevherli

magmanın sıkışması ile ilgilidir. Çünkü cevherde bulunan apatit, flor ve klor apatitdir. Yani cevheri

oluşturan magmada bol miktarda kolay uçucu bileşenler vardır. Cevherin intrüzyonu sırasında

pinöymatolitik ve kontakt metasomatik oluşumlara da geçişler gösterebilir.

Bu tip yataklarda cevher kütleleri plaka ve mercekler halindedir. Cevherle yantaş arasında

keskin kontakt bulunmaktadır. Cevher tenörü % 50-70 Fe, % 0.1-0.5 P ve % 0.2 Ti'dir.

13.3.3. Kontakt Metasomatik (Pnöymatolitik) veya Pirometasomatik Yataklar

En önemli cevher mineralleri manyetit ve daha az olmak üzere hematittir. Hematit magnetitin

martitleşmesi ile oluşur. Bunun yanında başta pirit olmak üzere pirotin, kalkopirit, sfalerit gibi sülfit

mineralleri ile skarn mineralleri olarak isimlendirilen çeşitli Ca-silikatlar (hornblend, tremolit/aktinolit,

diyopsit, granat, vezüviyan, vollastonit vb.) ve kalsit, ayrıca refakat minerali olarak nadiren apatit

minerali bulunur. Bazan hidrotermal oluşumu işaret eden galenit ve fahlerz minerallerine de rastlanır.

Oluşum: Ana kristalizasyon safhasında katı faza geçen silikatların yapısına giremeyen Fe, uçucu

maddelerle birlikte sıvı fazda ve daha sonra soğuma ilerledikçe halojenlerle birlikte gaz fazında birikir.

Şiddetli asidik özelliğinden dolayı genellikle karbonatik yan taşla olan reaksiyon sonucu nötürleşerek

önce silikatlar, sonra Fe-oksitler ve en son olarak da sülfitler ayrılmaktadır.

101

Sülfid minerallerinin kalkopirit, kubanit ayrışım lamelleri ve yine bir sülfid minerali olan

sfaleritin pirotin ve kalkopirit ayrılımları bulundurması bu yatakların oluşum sıcaklığının yüksek

olduğunu gösterir. Bu tür yataklar granit, siyenit gibi kayaçların kontakt zonunda masif cevher ve

damar halinde görülürler.

Cevherleşmenin parajenezi magmaya bağlı olduğu gibi yan taşın kimyasal bileşimine de

bağlıdır. Cevher şekilleri, ise arazinin tektonik yapısına uygun olarak tabaka, mercek, ve düzensiz

kütleler halinde olabilir. Bu tip yataklar küçük kütleler ve impregnasyonlar halinde de olabilir.

Dünyada daha çok Permo-Triyasta (Sovyetlerde) ve Üst Kretasede oluşan bu yatakların entipik

örneğini Ural dağlarında bulunan Magnitnaya (Şekil 13.2) cevherleşmeleri teşkil eder.

Şekil 13.2: Magnitnaya Yatağı (Kontak pnömatolitik Urallar’da) 350 milyon ton rezerv, % 45-66 Fe ve % 0.01-0.1 P tenörü vardır (Petrsscheck ve Pohl, 1982)..

Bu cevherleşmenin tenörü % 45-66 Fe, % 0.01-0.1 P'dur. Bu tip Fe yataklarını ekonomik yönden

etkileyen en önemli faktör düzensiz şekilleri ve yüksek S ve Cu oranlarıdır. Ülkemizde de başta Divriği

olmak üzere Şamlı, Ayazmant, Bizmişen, Karamadazı yatakları bu tipe aittir (Gümüş, 1970).

13.3.3.1. Divriği Demir Yatakları:

Türkiye'deki pirometrasomatik yatakların en önemlisi Divriği Fe yataklarıdır. Burada

peridoditleri oluşturan magma, kireçtaşları arasına girerek serpantinleşmiştir. Tektonik hareketlerin

etkisiyle iç içe girme olmuş ve daha sonra siyenitik monzonitik bir magma intrüzyonu meydana

gelmiştir.

Divriği'de 3 tür kafa tesbit edilmiştir(Şekil13.3- Şekil13.4).

102

Şekil 13.3: Divriği demir yatağı A kafasında bir kesit (Gümüş, 1979).

Şekil 13.4: Divriği demir madenleri jeolojik haritası ile ilgili şekiller (Koşal’a göre, Gümüş 1979).

(1- Alüvyal, 2- Moloz, 3- Çapraz tabakalanma gösteren demir çakıllı konglomera(Üst Pliyosen), 4- Blok cevher, 5-Tabakalanma gösteren Fe çakıllı konglomera (Üst Miyosen-Alt Pliyosen), 6- Miyosen kumtaşı, 7-Killi milli Miyosen kalkeri, 8- Miyosen kalkeri, 9- Miyosen taban konglomerası, 10- Silisifiye kayaç, 11- Cevher, 12-Skarn, 13-Siyenit, 14- Serpantin, Kristalize kalker(Mesozoyik), 16- Bindirme, 17- Diskordans, 18- Fay, 19-Muhtemel fay, 20-Senklinal ).

A. Kafası: Minerali manyetittir. 800 m uzunluğu, yaklaşık 300 m kalınlığı olan bir yataktır.

Tenörü % 90 Fe (manyetit, hematit) olup, ayrıca skarn mineralleri de bulunur. Rezervi 36 milyon

tondur.

B. Kafası: Hidrotermal cevherleşmeye geçiş gösteren bu oluşum şeklinde esas mineraller daha

çok hematit ve az manyetittir. Ayrıca bol miktarda turmalin ve skarn mineralleri bulunur.

103

C. Kafası: B'den taşınmayla oluşmuş bir zuhurdur.

D) Plütonik Hidrotermal yataklar.

En önemli minerali siderit ve daha az miktarda hematitdir. Cevher taşıyıcı hidrotermal

eriyiklerin bileşiminde eğer sülfidler az ise o zaman siderit oluşumları yoğunlaşarak hâkim cevher

minerali olmaktadır. Bunun yanında sfalerit, kalkopirit, galenit, gümüş ve pirit mineralleri yer alırken

gang minerali olarak da; kuvars, radokrozit, ankerit, florit, kalsit, barit gibi mineraller bulunurlar.

Bu tip siderit mineralizasyonunda % 1-6 Mn bulunabilir.

Oluşum: Önceki oluşumlardaki gibi burada yan taşın önemi yoktur. Cevherleşme daha çok yan

taşın tektonik yapısına uygun olarak meydana gelir. Cevherli hidrotermal solüsyonlar yan taşın fay ve

çatlak zonlarında dolaşarak mineralizasyonu sağlar. Böylece cevherleşme boşlukların şekline göre daha

çok damar şeklinde olmaktadır. Masif halde de olabilmektedir (Bilbao). Bu tip oluşumlar mesotermal

olup, hematitlerin genelde çok az ekonomik değerleri vardır.

Hidrotermal eriyikler yan taşta alterasyona sebep olurlar. Bu alterasyonla silisleşme, serisitleşme,

kloritleşme meydana gelir. Killeşme (kaolinleşme) genelde görülmez, Hidrotermal metasomatizma ile

kireçtaşlarında dolomitleşme, anhidritleşme, ankerit, manyezit oluşumları meydana gelir.

Tipik örnekleri İspanya'da (Bilbao) ve Batı Almanya'da (Siegerland) bulunur. Bilbao

cevherleşmesi masif bir cevher olup, tenörü % 25 Fe, % 2-3 Mn'dir. Siegerland cevherleşmesi ise

damar şeklinde olup, tenörü % 33 Fe, % 2 Mn'dir.

Türkiye'de ise masif cevherleşmeye örnek İnniktepe, damar tipi cevherleşmeye de Deveci,

Otlukilise, Eymir cevherleşmelleri verilebilir.

13.3.4. Volkanosedimanter Demir Yatakları:

Bu yatakların en tipik örneğini Batı Almanya'da Lahn-Dill bölgesindeki yataklar teşkil etmektedir.

En önemli minerali hematittir. Hematit ince yaprağımsı bir yapı gösterir (Şekil 13.5).

Şekil 13.5: Batı Almanya'da Lahn-Dill bölgesindeki yataklar

Oluşum: Jeosenklinallerin denizaltı volkanizması sonucu oluşan kayaçlarla ilgilidir. Burada

keratofirler, diabazlar, tüfler ve diabazik sedimanter kayaçların bir karışımı görülür ki, bu seriye

104

Almanlar "Schalstein” demektedirler. Kolay uçucu bileşenlerce zengin lav akıntıları deniz

tabanında akarken kalsiyum karbonatlı çamurlarla temas eder ve oradan bünyesine CaCO3 alır. Deniz-

altı volkanizmasiyla ortama silisle birlikte FeCI2 (demir klorür) veya FeH2(CO3)2 (demir hidroksi

karbonat) çözeltileri ilave olur. İşte bu ortamdan daha sonra hematit ve kırmızı demirli kuvarsitler

cevher yatağı olarak ayrılırlar. Ortamda silis bol ise ilerde ayrıntılı olarak göreceğimiz itabirit (takonit)

cinsi yataklar oluşmaktadır.

13.3.5. Bozunma (Alterasyon) Yatakları:

13.3.5.1. Lateritik Fe Yatakları:

Kimyasal altrasyonla demir büyük oranda primer kayaçta kalır. Ortamda bulunan oksijenden

dolayı daimi olarak hidroksitlerin ayrılması veya muhtemelen +3 değerli demirin oksidasyonu söz

konusudur. Bu proseslerle götit veya hematit meydana gelir. Bu mineraller zayıf asidik ortamdan

alkalen ortama kadar çözülmeden kalır.

Artan pH değerlerinde ve tropik iklimlerde daha önceden uzaklaşmış olan alkali ve toprak alkali

yanında silis (SiO2) de çözülür ve geriye Fe2O3.H2O ve Al2O3. 3H2O’dan oluşan bir karışım kalır ki, bu

oluşuma laterit veya Fe'ce zengin boksit denir. Mevsimlere göre değişen yeraltı su seviyesi laterit ve

boksitle, bilhassa Fe'ce zengin pisolitik konkresyonları ve ekseriya yüzeyde sert bir kabuk oluştururlar.

Lateritler, primer kayaç olarak itabiritler ile bazik ve ultrabazik kayaçlarda meydana gelirler.

Bazik ve ultrabazik kayaçlar Al bakımından fakir ama Fe ve Mg bakımından zengin kayaçlardır. Meselâ

serpantinitler ve dunitler bu tip kayaçlardır. Bu tür kayaçlarda tabanda montmorillonit, yeryüzüne yakın

kısımlarda ise kaolin oluşur. Normal olarak montmorillonitin üstünde Al2O3 ve Fe2O3’ce zengin bir zon

gelir. İtabiritler Fe tenörü % 30-40 arasında olup bol kuvars kapsarlar. Tropikal iklimlerde bu Si02'nin

çözülüp taşınmasıyla Fe'ce zenginleşme meydana gelir. Tenör, % 50-55 Fe, % 1 Cr, yüksek Ni ve Ti

oranları tipiktir (Şekil 13.6).

Şekil 13.6: Yeni Kaledonya Peridoditlerin Ayrışması ve Demirli Laterit oluşumu (Gümüş, 1979).

13.3.5.2. Oksidasyon Kuşağı Cevherleşmeleri:

105

Yağışlı iklimlerde yüzey sularının yıkamasıyla birçok sülfid yataklarında bazı minerallerin

zenginleştiği görülür. Böylece yıkamayla klorit ve sülfatlar kayaçtan uzaklaştırılırlar. Fe ise oksitler

halinde kalır. Bu tür oluşumda meydana gelen mineral limonittir ( FeO(OH) ). Ayrıca hematit de

oluşabilir. Zor çözünen silis de geride kalır.

Özet olarak; her iki tip alterasyon yataklarına "kalıntı yatakları" da denilebilir.

Yüzeyde bulunan her kayaç fiziksel ve kimyasal bir değişim geçirmekte ve bu değişim sonunda

toprak oluşmaktadır. Uygun şartlarda bu olaylar neticesinde önemli Fe birikimleri oluşmaktadır. Dünya

Fe rezervlerinin yaklaşık % 3'ü bu tür oluşumlara dayanmaktadır.

Kalıntı Fe yataklarını etkileyen iki önemli faktör vardır.

a.) Değişim geçiren kayacın mineralojik bileşimi: Ancak Fe kapsayan kayaçlar varsa böyle bir

zenginleşme olabilir. Az Fe ve yüksek Al kapsayan asidik kayaçlar ile bol Al kapsayan tortul

kayaçların alterasyonundan ise boksit yatakları oluşur.

b.) İklim: Genellikle silikatik bağdaki Fe ve Al'un, koparılabilmesi açığa çıkan SiO2'nin de ortamdan

ayrılabilmesi, bunun yanında açığa çıkmış Fe ve Al'un oksitlenebilmesi için redükleyici ve oksitleyici

şartların mevsimlere göre birbirini izlemesi gerekir. Bu durum ancak subtropik iklimlerde

gerçekleşebilir. Aksi halde Al ve SiO2 birbirinden ayrılamayacağı için SiO2'den arınmış boksit yerine

kalıntı kil yatakları oluşur.

13.3.6. Sedimanter Demir Yatakları:

Kimyasal ve biyokimyasal kökenli sedimanter yatakların büyük bir çoğunluğu peneplen haline

gelmiş duraylı, yavaş çöküşlü epikontinental platformlar üzerindeki sığ denizlerde çökelen sedimanter

kayaçlar içinde oluşurlar. Sedimanter Fe yatakları başlıca iki gruba ayrılırlar.

1. Kimyasal Sedimanter Fe Yatakları.

2. Jaspiyit veya İtabiritik Yataklar (daha sonra metamorfizma geçirdiklerinden ayrı bir kısımda

incelenecektir).

13.3.6.1. Kimyasal Sedimanter Fe Yatakları:

Denizel sedimanter Fe yatakları genellikle oolitik bir strüktür gösterirler. Oolitler çoğu zaman

detritik kaynaklı veya kuvars tanesinden oluşan bir çekirdek etrafında konsantrik zarflar halinde

teşekkül etmiş 0,5 mm. çapında olan yuvarlak şekilli cisimlerdir. Bu yapının sığ denizlerde, Ca

bakımından zengin suların, detritik malzemeyi sürüklediği çalkantılı ortamda maydana geldiği kabul

edilir. Ortamda oolitleri birleştiren bir çimento bulunur. Oolitler çimentolanmaya uğramadan önce su

akıntılarıyla taşınıp çeşitli tabakalaşmalar içinde yer alabilirler. Oolitlerle demir yatakları arasındaki ilgi

şöyle açıklanabilir (L. Cayeux): Demirli oolitlerin kaynağı kalsiyum karbonatlı oolitlerdir. Yani önce

kalsiyum karbonatlı ooliti meydana gelir. Daha sonra Ca'un yerini Fe alır ve siderit meydana gelir. Eğer

ortamda SiO2 ve AI2O3 fazla ise, yani killi bir ortam var ise, o zaman ikinci safhada kalsitin yerini klorit

106

alır. Üçüncü safhada siderit veya klorit oksidasyon ile hamatite dönüşür. Bu hematit daha sonra

hidratasyonla limonite dönüşür.

1. Safha : Kalsiyum karbonatlı ooliti,

2. Safha : Siderit veya klorit teşekkülü,

3. Safha : Klorit veya sideritin hematite dönüşmesi,

4. Safha : Hematitin limonitleşmesi.

Bazı araştırıcılara göre, bu oluşum doğrudan doğruya siderit veya klorit gibi oolitlerin

oluşmasıyla başlar ve daha sonra hematit ve limonitleşme olayları olur.

Oolitleri biraraya getiren çimento da siderit ve kalsit karışımıdır. Çimentoda bulunan siderit ve

kloritin hematitleşmesi oolitlere göre daha yavaş olduğundan çimentodaki Fe yüzdesi oolitlerden daha

azdır. Tenör oolitlerde % 50, çimentoda % 30'dur.

Litoral ortamda meydana gelen oolitler daha sonra bir yer değiştirme ve sürüklenmeye

uğrarlar.

Bu tür yataklarda rastlanan mineraller;

1. Limonit - FeO(OH)

2. Silis - SiO2

3. Glokoni - (Fe.Al) (Fe.Mg) (K.Na) -hidrosilikat

4. Siderit - FeCO3

5. Şamozit - (Fe,Mg)3AlSiO10.4H20

6. Pirit - FeS2

Not: Şamozit bir grup adıdır. Bertiyerin, bavalit, türenjit gibi mineralleri ihtiva eder. Bavalitin

terkibinde % 40 Fe2O3, % 21 SiO2, % 4,5 MgO bulunur.

Sedimanter Fe yatağı meydana getiren ortamdaki Fe'in kaynağı nedir ?

-Demirin itabiritik yataklardaki gibi çözünüp, denizlere çözünmüş olarak taşınması ve çökelmesi

burada sözkonusu değildir. Karalardaki kimyasal çözünme sonucu silikatik bağdan kurtulan demir

ortamdaki genellikle yüksek olan oksidasyon potansiyeli sebebiyle çökelmekte ve hatta uygun şartlarda

kalıntı demir yataklarını oluşturmaktadır.

-Demir denizlere çözünmüş şekilde ulaşamayacağına göre, demir yatağı oluşumunu sağlayan

çözündürme, biriktirme ve çökeltme işlemlerinin deniz içinde gerçekleşmiş olması gerekir. Oysa deniz

suyundaki pH ve Eh şartları karadan gelen ve daha çok +3 değerli olan katı demiri

çözündürememektedir. Deniz suyunda yaklaşık 0,003 ppm'lik bir Fe konsantrasyonu vardır. Bu da

karalardan gelen demirin çözünmediğini gösterir.

-Böylece denizel sedimanter Fe yataklarının oluşumu için yalnızca diajenetik oluşumun

sözkonusu olabileceği ortaya çıkmaktadır.

107

- Deniz sedimanları üzerinde yapılan son araştırmalarla ortaya çıkan görüşlerde; taze tortullar

içindeki pH ve Eh şartları demiri çözündürebilmekte ve sıkışma sebebiyle iyon halindeki Fe taze tortul

yüzeyine çıkmakta ve deniz suyundaki oksijen sayesinde (tortullarla deniz suyu sınırında)

çökelebilmektedir.

Deniz ortamında çeşitli derinliklerde ortamın fizikokimyasal şartlarına göre demirin

çözünürlülüğü ve oluşan mineraller Şekil 13.7'de görülmektedir.

Şekil 13.7: Kimyasal sedimanter demir yataklarının oluşum mekanizması (Borchert, 19602a göre)

( * CO2 zonunda Fe sular tarafından Fe(HCO3)2 şeklinde çözülür.H2S zonunda bazik ortamda Al2O3 ve SiO2 çözülür. CO2’li zonda çözülen Fe akıntılarla O2 zonuna taşınır. Orada limonit veya limonit-silikat oolitleri olarak çökelir. * Fe’li ve Ca’lu hidrokarbonatlar CO2’li zonda siderit olarak çökelir. * CO2 zonundaki Fe+2, H2S zonundan gelen SiO2 ile şamozitleri oluşturur. Eğer bu demir H2S zonuna inerse o zaman pirit oluşur. )

CO2'ce zengin olan zonda Fe bu sular tarafından Fe(HCO3)2 şeklinde çözülür. H2S'li zonda ise

ortam, organik maddelerin ayrışmasıyla meydana gelen amonyak (NH4OH) tarafından bazikleştirilir. Bu

bazik ortamda AI2O3 ile SiO2 çözülür.

CO2'li zonda mobilize olan Fe akıntılarla O’li zona sürüklenir ve burada oksitlenerek limonit veya

limonit-silikat oolitleri (glokoni) şeklinde dibe çökerler. Glokoni oluşumu O2'li zon ile CO2’li zonun

arasında meydana gelir. Çünkü O2'li ortamda Fe +3, CO2'li ortamda ise Fe +2 mobilize olur. Glokonide de

her iki değerlikli Fe bulunmaktadır. Fe'li ve Ca'lı hidrokarbonatlar CO2'li zonda siderit halinde çökelirler.

108

CO2 zonunda çözünen Fe +2, H2S zonundan yukarı doğru çıkan SiO2 eriyikleriyle reaksiyona

girerse o zaman doğrudan doğruya şamozit oluşur. Bu yüzden şamozitler, çörtlerle iç içe karışmış

vaziyette bulunurlar. Eğer CO2'li zondaki Fe, H2S zonuna inerse burada H2S etkisiyle pirit oluşumu

görülür.

Denizel sedimanter yataklardan oolitik tipe örnek olarak Lotringen (Fransa), Kanada'da Wabann,

ABD'de Bormingen; Türkiye'de ise Örendüzü, Çamdağ yatakları verilebilir. Ortalama tenor % 30-40

Fe, % 0.6-1 P'dir.

Oolitik detritik tip (Salzgitter tipi) Almanya'da Salzgitter, Pejne, Türkiye'de Glindire

yatakları. Tenor % 30 Fe, % 0.6 P'dir.

Kimyasal sedimanter (denizel) oluşuklardan başka ekonomik önemi olmayan iki yatak şekli

daha vardır.

13.3.6.2. Sahil Plaserleri: Sahillerde şerit halinde görülen manyetit ve ilmenit zenginleşmeleri olup,

bunlar ultrabazik kayaçlarla ilgili birikimlerdir. İçlerinde ayırd edilemeyecek şekilde % 8-10 Ti

(rutil=TiO2) bulunduğundan ekonomik değillerdir.

13.3.6.3. Döküntü Yatakları: İçlerinde bulunan silis miktarının çok olmasından dolayı ekonomik

değillerdir. Detritik Fe'li malzemenin litoral kesimlerde birikmesi ile oluşurlar. Trümmer cevherleri de

denilen bu tipde taşınmadan dolayı taneler yuvarlaklaşmıştır. Bu detritik materyal litoral ortamda

limonit oolitleri ile birlikte killi kumlu bir çimento ile birarada tutulmuştur. Transgresyondan dolayı

altta taban konglomerası üstte ise limonit oolitleri yer alır. Oolit oluşumu yüzünden bu tür yataklar

kimyasal sedimanter olarakta düşünülebilir.

13.3.7. Metamorfik Demir Yatakları (İtabiritler):

Yerkabuğunun en ilginç maden yatağı oluşumlarından biri de Prekambriyen yaşlı ve

genellikle az veya çok metamorfize olmuş Fe yataklarıdır. İtabiritik yataklara takonit, kuvars bantlı

cevher gibi isimler de verilir.

Dünya Fe üretiminin yarısından fazlasını, dünya rezervlerininde % 60'ını kapsarlar. Bu yataklar

aynı zamanda bilinen en eski yataklardır.

İtabiritik yataklar silis yönünden zengindirler ve ince taneli bir yapıya sahiptirler. İtabiritler

genellikle bir kuvars mozayiği şeklinde rekristalize olmuşlardır. İnce tabakalı ve olijistli (Fe mikası)

kuvarsitler veya manyetitli kuvarsitler bu şekilde bulunurlar.

Oluşum: Bünyesinde yüksek oranda CO2, halojen ve su buharı bulunduran ilk atmosferin yoğunlaşması

sonucunda şiddetli asidik yağmurlar oluşmuş. Bu asidik sular karalarda etkili bir kimyasal çözünmeye

yol açarak, Fe +2, Ca +2, Si, Na+, K+ vb. birçok anyon ve katyonların denizlere taşınmasını

sağlamışlardır. Böylece denizler önemli bir demir ve silis deposu haline gelmiştir (Şekil 13.8).

109

Şekil 13.8: İtabiritlerin oluşumunun şematik gösterimi

Böyle bir ortamda Ca+2, Mg+2 ve SiO-4 doygunluğa eriştiğinden, deniz suyunda yükselen pH

değeri sebebiyle dolomit ve çakmaktaşı (çört) oluşacaktır.

Burada bilinmesi gereken bir husus ta şudur: Fe+2'nin kısmen Fe+3'e oksitlenip çökelmesi için

ortamın yüksek pH değeri yanında oksijen'e de ihtiyaç bulunmaktadır. Bu tip yatakların oluştuğu zaman

aralığında atmosfer redükleyici olduğuna göre deniz suyu oksijeni nereden alacaktır? Bazı araştırıcılar

bu dönemdeki oksijen kaynağının tek hücreliler olduğunu ortaya koymuşlardır (Cloud (1973), Drever

(1974) ). Deniz içinde fotosentez ile üretilen oksijen ilk önce demirin oksitlenmesi için harcanmıştır. Bu

oksidasyon olayları mikroorganizmaların hemen yanında cereyan ettiğinden itabiritik Fe yataklarının

içinde yüksek oranlarda organik karbon ve yakınlarında alg stromatolitleri bulunur. Bu karbon

muhtevası yüksek metamorfizma ile grafit haline dönüşmektedir.

Denizaltı volkanizmaları, anlatılan ortamda itabiritik Fe yatakları oluşumunu olumsuz olarak

etkileyebilmektedir. Çünkü volkanik faaliyet kimyasal Fe ve çakmaktaşı oluşumlarını

engelliyebilmektedir. Bununla beraber bariz volkano-sedimanter Fe yatakları vardır ve volkanizma ile

ilgisi olmayan Fe'li kuvarsitlerden ayırt edilmesi oldukça güçtür.

İtabiritik Fe yataklarına oluşumlarındaki bazı farklılıklardan dolayı iki örnek göstermek

mümkündür.

13.3.7.1. Süperior tipi:

Bu tip yataklar ince çört veya kuvars ve Fe cevheri bandlarının münavebeli katmanlaşmasından

oluşmaktadır. Düşük metamorfizma geçirenlerde oolitik dokuyu görmek mümkündür. Bu oluşumda

klastik orijinli materyal bulunmaz. Komşu kayaç olarak, dolomit, kuvarsit, bitümlü şistler ve çört

breşlerine sık rastlanır. Minerolojik bileşimleri denizin farklı derinliklerinde farklı olmaktadır(Şekil

13.9).

110

Şekil 13.9: Superior Gölü bölgesinde Biwabik demir formasyonunda fasiyes dağılımını gösteren

kesit (Morey,1973).

(a- Alt çört, b-Alt sleyt, c-Üst çört, d- Üst sleyt, 1-Kiltaşı, 2-Kireçtaşı ve dolomit, 3- Tüflü şeyl, 4- Çört -karbonat, 5-

Silikat-karbonat, 6-Silikat, 7-Çört, silikat, az manyetit, 8-Çört, manyetit, az silikat, 9-Çört, karbonat, silikat, 10-Çört,

karbonat, 11-Mercanımsı çört ve jasp).

Bu tür cevherleşmelerde genel olarak Mn muhtevası azdır. Fakat çok nadir olarak Mn'ın Fe'e

oranla daha fazla olduğu yataklar vardır. Brezilya'da (Urukum yatağı) ve G.Afrika'da (Kuruman yatağı)

olduğu gibi.

Metamorfizmanın şiddetli olması halinde yatakta silikatik ve karbonatik oluşumlar azalır.

Tenor: % 20-35 Fe'dir. Zengin cevherli zonlarda ise % 66 Fe ve % 0.05 P bulunur. Örnekler:

Superior (ABD), Labrador (Kanada), Türkiye'de örnek yoktur.

13.3.7.2. Algoma tipi:

Bu tipin Superior tipinden farkı, yan kayaçların volkanik oluşudur (Şekil 13.10). Ayrıca bu tipte

karbonatik ve sülfidik fasiyes örneklerine nispeten az rastlanır. Fe oranı da Süperior tipine göre düşüktür.

Bileşimlerinde yer alan Au ve Zn bazen ana cevher halinde yoğunlaşıp Fe'i yan ürün niteliğine

dönüştürebilmektedir (Watson , 1976).

Tenör: % 30 Fe, % 10-15 SiO2*dir. Bazen yüksek Au, Zn değerleri görülür. Algomayı örnek

verebiliriz. Türkiye'de örneği yoktur.

111

Şekil13.10: Algoma bölgesinde Helen demir formasyonunun kesidi (Goodwin, 1973)

(1-Asit piroklastikler: a-Orta derecede altere, b- çok altere, 2- Siderit, 3-Pirit, 4- Bantlı çört, 5-Ortaç lavlar)

Son olarak şunu söyleyebiliriz; itabiritik yatakları oluşturan Fe ve Si'in nereden geldiği

konusunda tartışmalar yapılmıştır ve karalardaki kimyasal çözünme (James 1966, Lepp ve Goldich

1964) ile volkanik kaynak fikri (Trendall ve Bluckley '1970') tartışılmıştır. Ancak volkanik faaliyetlerin

olmadığı ortamlarda da bu tip yatak oluşumu sadece volkanik oluşum fikrinde şüphe uyandırmaktadır.

112

BÖLÜM 14

14. TİTAN YATAKLARI

14.1. CEVHER MİNERALLER İ

Cevher Mineralleri Formül Tenör Yoğunluk

İlmenit FeTiO3 %32 Ti 4,5

Rutil TiO2 %60 Ti 4,2

Anatas TiO2 % 60 Ti 4, 2

Brukit

Titanit CaOTiSiO4 4,2

Titanomanyetit Fe3O4-FeTiO3 %10-15 Ti

14.2. GENEL BİLGİLER

Teknik önemleri olan titan mineralleri ilmenit ve rutil’dir.

Düşük özgül ağırlığı, çelik endüstrisindeki sağlamlığı ve koroziyona olan yüksek direncinden

dolayı endüstride önemli bir cevherdir. Titan 40-50 yıldır kullanılmaya başlanmıştır. Titan alaşım metali

olarak uzay araçları, roket ve uçak yapımında kullanılır.Titanoksit baryumsülfat ile karışırsa çok güzel

bir beyaz renk elde edilmektedir.Titanklorür özellikle savaş gemilerinde kullanılan yapay sis üretiminde

kullanılır.

Titan cevheri tenörleri TiO2 cinsinden verilir. İlmenit yataklarında işletilenlerin % 35 TiO2, %40

Fe2O3 tenörleri vardır. Plaser yataklarında çok daha zengindir. %40-45 titan mineralleri (ilmenit-rutil,

titanit),%15 zirkon tenörlü olanlar işletilmektedir.

Titan üretimi pahalı bir işlem olduğundan küçük yatakların işletilmesi ekonomik olmamaktadır.

Yalnızca plaser yataklarda zenginleşen rutil, işletme ve hazırlama kolaylığından dolayı birkaç bin

tonluk olsalar dahi işletilebilirler.

14.3. TİTAN CEVHERLE ŞMESİNİN OLUŞUM T İPLERİ

14.3.1. Magmatik Yataklar

En büyük titan zenginleşmeleri likit magmatik evrede oluşmaktadır. Magmatik eriyiklerde

demiroksit ve titanoksitin karşılıklı çözünürlük özellikleri erken kristallenen magnetit içinde ilmenitin

iğ şeklinde eksolüsyonlarının oluşmasına sebep olur. Buna karşılık daha büyük ilmenit tanelerinde

hematit eksolüsyon lamelleri yer alır. Bu şekilde oluşmuş titan manyetitler % 4-15 TiO2 içerirler ve bu

yataklar Ti kazanılması için çok az, demir izabesi için daha çok kullanılır. Gabro masiflerine bağlı

113

olarak gelişen bu tip yataklar Ti için işletilmez. Fakat bu tip yataklarda titanca çok zengin olanları

seyrek de olsa vardır. ABD deki Adirondaks yatağındaki titanomanyetitlerde %22 TiO2 bulunmakta ve

işletilmektedir. Güney İsveç’te (Runtivare,Taberg) ilmenitin şiliren ve damarları işletilmektedir.

14.3.2. Plaser Yataklar

İlmenit, rutil ve titanomanyetitler plaserlerde zenginleşebilirler. Hindistan’da (Kerala) ve

Brezilya’da kıyı kısımlarda %60’a kadar TiO2 bulunmaktadır. Avustralya’nın doğu kıyılarında denizel

rutil kumları büyük bir yatak oluşturur. Akarsularda da bu gibi zenginleşmeler vardır. Plaserlerin

kalınlığı 10-20 metre kadar olabilmektedir. Yuvarlaklaşmamış kumların 2/3’si rutil tanelerinden oluşur.

114

BÖLÜM 15

15. VANADYUM YATAKLARI

15.1. CEVHER MİNERALLER İ

Cevher Mineralleri Kimyasal formül % Vanadyum Yoğunluk

Patronit VS4 28-39

Deskloizit Pb(Zn,Cu)VO4OH 10-14 6

Vanadinit Pb3(VO4)3 Cl 11 6,7-7,2

Karnotit KCa2(UO2)(VO4)2.3H2O 12 4,5

Roskolit V’lu muskovit 4-16 3

Coulsonit Fe(Fe,V)2O4

(V’lu magnetit)

15.2. GENEL BİLGİLER

Çelik üretiminde kullanılan stratejik bir metaldir. Mn, Cr, Mo ve W çelikleriyle yaptığı

alaşımlarda çeliğin sertliğini arttırır. Kullanılma süresini uzatır. Ayrıca kimya, seramik ve ilaç sanayiinde

kullanılmaktadır.

Vanadyum yalnızca vanadyum mineralinden değil birlikte bulunduğu diğer minerallerin üretimi

sırasında yan ürün olarak ta kazanılmaktadır. İşletme asgari tenörü de bu duruma bağlı olarak

değişmektedir. Vanadyumun işletilebilirlik sınırı %1 V civarındadır. Ancak demir cevherlerinde %0.02

V üstündeki tenörler ekonomik olabilmektedir. Vanadyum asvalt ve Fe, U, Al, gibi metallerle birlikte

üretilmektedir. Özellikle demir ile iyon büyüklükleri birbirine yakın (V+3= 0,68A° ,

Fe+3=0,69A°;.V+2= 0,72A°,Fe+2= 0,82 A°) olduğundan demirli bileşiklerde sık sık rastlanır.

15.3. VANADYUM CEVHERLE ŞMESİNİN OLUŞUM T İPLERİ

1-Likid magmatik oluşumlar (titanomanyetitlerde)

2-Hidrotermal Pb-Cu-Zn sülfürleri ile birlikte

3-Sedimanter ortamdaki oluşumlar

a) Arid iklimlerde ağır metal çökelimleri

b) Oolitik Fe-cevherleşmelerinde

c) Bitümlü şistler, asvaltlar ve organizmaların yapısında

4-Alterasyon ile ilgili oluşumlar (Oksidasyon zonu zenginleşmeleri)

115

15.3.1. Likid Magmatik Oluşumlar

Vanadyum likid magmatik evrede titanomanyetitlerde yer almaktadır. Gelecekteki en büyük

vanadyum rezervini coulsonitli titanomanyetitler teşkil edecektir. İyon yarıçaplarının benzerliği

yüzünden Fe ve V yer değiştirebilmekte ve böylecede demir yataklarında hemen hemen her zaman V

yer almaktadır. İsveç’in Taberg cevherleşmeleri ve K-Uralların cevherleşmeleri ortalama %0,5 V2O5

içermektedir. Benzer yataklar Hindistan’da vardır ve burada tenör %2-8 V2O5’e kadar çıkmaktadır.

15.3.2. Hidrotermal Oluşumlar

Broken Hill (Rodezya) ve Otavi-Bergland (GB-Afrika) bölgelerinde bulunan Pb-Zn-Cu

cevherleşmeleri vanadyumludur. Ancak burada işletme alterasyon zonlarındaki zenginleşmelerden

yapılabilmektedir.

Otavi-Bergland dolomitlerinin baca şeklindeki boşlukları ve dolinler kırmızı renkli ince kumlarla

dolmuştur. Dolomit bantlarının dış yüzleri ve kumtaşı içindeki dolomit kırıntıları vanadyum cevheriyle

birlikte bir kabuk oluşturmaktadırlar. Vanadyumlu dolgu cevherleşmeleri derinlere doğru devam eder ve

galenite sfalerite geçer.

Buna benzer bir tip vanadyum cevherleşmesi Broken Hill (Zimbave-Rodezya) Pb-Zn

yataklarının oksidasyon zonunda bulunmaktadır. Buradaki primer sülfidik cevherlerin büyük bölümü

vanadyumsuzdur. Vanadyum rastlanan kesimlerde % 3,5 V2O5 bulunmaktadır. Bu miktar şüpesiz üst

seviyelerdeki kurşun vanadinattan ileri gelmektedir.

15.3.3. Sedimanter Ortamdaki Oluşumlar

15.3.3.1. Arid İklimlerdeki Çökelimler

Manchester’da ve diğer bir çok yerde vanadyum “Redbed tipi” bakır yataklarında bariz bir

şekilde zenginleşmiştir. Yine Rotliegend (Almanya) kumtaşlarında bulunan lekeler halindeki kurşun

oluşumlarında vanadyum varlığı gösterilmiştir.

15.3.3.2. Oolitik Demir Oluşumlarında

Fosforca zengin oolitik demir cevherleri ekseriya bol miktarda vanadyum içeriğine sahiptir.

Burada işletilen demir cevheri önemli miktardadır. Bu şekildeki bir yatakta Güney Almanya Jura demir

cevherleşmelerinde % 0,07-0,2 V2O5 bulunmaktadır.

15.3.3.3. Bitumlu Şistler, Asvaltlar ve Organizmaların Yapılarıyla İlişkili Yataklar

Sedimanter oluşumlu vanadyum yatakları esas olarak oolitik demir cevherlerinde, bitümlü

şistlerde ve asvaltlarda oluşmaktadır.

Bazı hayvan gruplarının çok yüksek oranda V içermesi bitümlü vanadyumların nasıl geliştiğini

açıklamaktadır. Ortamda zengin fosfor bulunması da bu oluşumların biyojenik karakterini ortaya

koymaktadır. Ayrıca ağır ham petrol küllerinin ekseriya V ve Ni içermesi de vanadyumun biyokimyasal

116

bir element olduğunu göstermektedir. Mansfeld bitümlü bakır şistlerinde ortalama % 0.058 V

bulunmaktadır. Peru’da Minasrages’deki bu tip biyojen vanadyum işletilecek ölçüde zenginleşmiştir.

Burada kolloidal vanadyum sülfit (patronit) nikelli pirotin ve kükürtlü asvaltlarla birlikte, jips üretilen

Kretase bitümlü şeylleri içinde 9 m. lik bir çatlakta dolgu olarak yer almaktadır. İşletilen kütle % 10-30

V kapsamakta ve dünya üretiminin önemli bir bölümünü teşkil etmektedir. Rezerv birkaç 10.000 ton V-

metalidir. Buna ek olarak Lima bölümünde daha çok sayıda "V" kapsamlı asvaltit damarları

bulunmaktadır. Bu oluşumlar V içerikli bitümlü şeyllerde metamorfizma sonucu yer değiştirme ve

çatlaklara yerleşme olayları ile izah edilmektedir.

Bir başka sedimanter oluşum Kolorado ve Doğu Utah’da (ABD) görülmektedir. Burada Karnotit

ve diğer uranvanadinit mineralleri yaygın impregnasyon düzlemleri halinde ince Jura kumtaşlarında

bulunmaktadır. Bu cevherleşmeler artık uranyum için işletilmektedir.

15.3.4. Oksidasyon Zonu Zenginleşmeleri

Önemli ikincil zenginleşmeler daha öncede sözü edilen Otavi (G.Afrika) ve Broken Hill

(Rodezya) Pb-Zn yataklarında gelişmiştir.

117

BÖLÜM 16

16. MANGAN YATAKLARI

16.1. CEVHER MİNERALLER İ

Önemli Mineraller Formül Tenör (%) Yoğunluk

Piroluzit MnO2 62 4.8

Polianit MnO2 62 4.8

Psilomelan Formülü karışık Mn-oksihidroksitleri grubu 35-60

Manganit Mn2O3.H2O 62 4.3

Vad Mn2O3+H2O

Hausmannit Mn3O4 72 4.7

Rodokrozit MnCO3 48 3.5

Rodonit MnSiO3 42 3.5

Braunit 3Mn2O3MnSiO3 63 4.8

16.2. GENEL BİLGİLER

Yerkabuğunun ortalama manganez tenörü yaklaşık % 0.1'dir. Manganez yerkabuğunu oluşturan

elementler arasında 16. sıradadır. İşletilen yatakların tenörleri % 25-50 Mn arasında olduğuna göre 250-

500 defalık bir zenginleştirme olmuştur.

16.2.1 Cevher Kalitesi ve Kullanıldığı Yerler:

Normal olarak cevherin ticari önemi olması için % 45-50 Mn ihtiva etmesi gerekir. SiO2

kapsamı % 10'un üzerinde olmaması gerekir, % 50'lik cevherin fosfor kapsamı % 0.3, % 30'luk cevherin

(P) kapsamı ise % 0.1 olabilir. Al2O3 ise % 3'e kadar olabilir. Kükürt zararlı bir elementtir.

Karbonatlı cevherlerde Mn tenörü genelde çok fakir olur. Keza, Mn+Fe kapsamı en az % 35 olan

ve yeterli kabul edilen Fe'li, Mn'lı cevherlerde de durum böyledir. Manganez üretiminin % 90'ı çelik

endüstrisinde (metalürji) kullanılmaktadır. Kimya endüstrisi ve kuru element üretimi için yüksek oranda

saf piroluzit aranır. Böyle cevherlerde sülfid mineralleri kapsamı % l'in altında olmalıdır. Karbonat

kapsamı ise bataryalarda asidik etkiyle köpürme yaptığından zararlıdır.

16.2.2. Jeokimyasal Özellikler:

Birçok araştırıcının deneylerle vardığı sonuca göre Mn, karbonatlı sular ve sulandırılmış

H2SO4 tarafından Fe'den daha kolaylıkla çözülmektedir (Lindgren, 1973). Solüsyona geçen Mn,

Fe'den çok sonra oksitlenmektedir.

118

Manganez daha çok bikarbonat, nadiren sülfat ve kısmen de fosfat halinde solüsyonlara geçer.

Oksidasyona uğrayan Mn; piroluzit (MnO2) veya psilomelan (veya Waad) halinde, ender olarak da

manganit (MnO3.H2O) olarak çökelir. Jel haldeki çökelti daha sonra kristalleşir. Çökelme olayında

bakterilerin de tesiri, vardır. Oksitleyici ortamda piroluzit oluşurken, orta değerde Eh ve pH'li

ortamlarda hausmanit (Mn3O4), manganez karbonatlar (rodokrozit MnCO3) veya Mn-silikatlar (rodonit-

MnSiO3) çökelir. Tamamiyle indirgeyici ortamlarda Mn-sülfid (alabandit-MnS ) veya manganozit

(MnO) oluşur. Alabandit ve manganozit için gerekli olan düşük Eh ve pH şartları sedimanter

ortamlarda gerçekleşmez. Bu yüzden bu tür oluşumlarda bu minerallere rastlanmaz.

16.2.3. Mangan Cevherlerini İşletme Şartları:

Bu yataklar, yüzeyde ve yüzeye çok yakın olduklarından genellikle açık işletme, bazen da sığ

yeraltı işletme metodlarıyla işletilirler. Mangan yatakları genellikle büyük hacim kaplamazlar. Ayrıca

oldukça kolay zenginleştirilebilen cevherler olduklarından ve büyük yatakların işletilebilmesi için dahi

az bir yatırıma ihtiyaç duyduğundan birkaç onbin tonluk rezervleri bile ekonomik olarak

değerlendirilebilir. Kimya sanayi cevherleri işletme şartları ise 3000-5000 tonluk rezervleri ile

ekonomiktirler.

Yatak Büyüklükleri

5.000 tonluk yataklar = Çok küçük yataklar

50.000-250.000 tonluk yataklar= Orta büyüklükte,

250.000-1.000.000 tonluk yataklar= Büyük yataklar.

16.3. MANGANEZ YATAKLARININ OLU ŞUM T İPLERİ:

16.3.1. Hidrotermal Yataklar

Çok sayıda, önemsiz filon şeklindeki yataklardır. Bu filonların en önemli cevherleri siyah

mangan oksitleri yani psilomelan ve piroluzit başta olmak üzere manganit, braunit ve hausmanittir. Bu

tür cevherleşmelerde % 0.1 U ve V bulunabilir (Almanya'da bazı yataklar).

Bu cevherli filonlar epitermal ve kısmen de teletermal safhaya aittir. Kimya endüstrisi için çok iyi

kaliteli Mn bulundurmaları yanında bu yataklar boyutlarının küçüklüğü yüzünden, sedimanter

oluşumlara göre çok önemsiz kalmaktadır (Balıkesir ve Adana'da bazı küçük yataklar).

16.3.2.Volkanosedimanter Yataklar

Volkanosedimanter tipte, cevher tabakaları lavlar veya tüflerle birlikte bulunur. Oluşumları bu tür Fe

yataklarının oluşumuna benzer. Bu tip yatakların tenörü düşük olup, ikinci bir zenginleşmeyle

yükselebilir. Fe yataklarında olduğu gibi bu ortamda da silis boldur. Ankara (Kızılcahamam), Antalya

ve Zonguldak'da görülür.

Hidrotermal ve volkanosedimanter yataklar dışında magmatik cevherleşmeye rastlanmaz. Buna

rağmen kontakt pnöymatolitik olarak kabul edilebilen bazı yataklar vardır (İsveç'te ki Langbon gibi).

119

16.3.3. Sedimanter Mn Yatakları

Sedimanter yatakları oluşturan manganezin kaynağı bazı yazarlara göre 4 farklı şekildedir

(Wissink, 1972). Bunlar;

1. Yüzeye yaklaşan intrüzyonlar veya lav çıkışlarıyla ilgili hidrotermal solüsyonlar,

2. Mevcut kayaçların yüzeysel alterasyonu (Örnek Trakya Mn cevheri yatakları, Şekil 16.1),

3. Sıcak denizaltı lavları üzerine deniz suyunun etkisiyle Mn'in açığa çıkması,

4. Denizel sedimentlerin kimyasal alterasyonuyla Mn açığa çıkması.

Şekil 16.1: Trakya Manganez Cevheri Yataklarının Oluşumu ( E. Bora’ya göre).

Mn'ın Fe ile İlişkisi:

Fe ile Mn'ın birbirlerinden ayrılmalarını suların pH değeri kontrol eder. Asidik sular manganezi

demirden daha uzun müddet solüsyon halinde tutar. Daha az asid ve alkalin ortamlarda pH'nın ani

artışıyla Fe ve Mn birlikte okside olarak çökelirler. Tabiatta bulunan Fe bileşikleri Mn ile

karşılaştırıldığında daima daha az çözünür ve Fe iyonu her türlü Eh-pH şartlarında Mn iyonundan

daha kolay oksitlenir. Yani ortamdaki Mn konsantrasyonu çok fazla olmamak kaydıyla her iki metali

kapsayan solüsyonda Fe, Mn'dan daha önce çökelir.

Sedimanter Mn Yataklarının Oluşumu:

Sedimanter Mn yataklarının oluşumu için her şeyden önce ortamda Mn konsantrasyonunun

artması gerekir. Ortama Mn ilavesinin 4 farklı olay tarafından mümkün olabileceği yukarı açıklanmıştı

120

(Hidrotermal solüsyonlar, karalardan taşınma, denizaltı volkanizması ve denizel sedimentlerin

alterasyonu).

Mn ve Fe kaynak ne olursa olsun az çok asid karakterli sular tarafından taşınırlar. Belli bir

ortamda toplanan Fe ve Mn orada pH değerine göre çökelirler. İyonların konsantrasyonları da

çökelmeyi doğrudan etkilemektedir. Çünkü, çökelme pH=8'in hemen altında bir değerden itibaren

başlamaktadır. Ancak bu pH sınırında, ortamdaki metal eriyiklerinin 2-10 mikrogram/litre olan

çözünme sınırını aşmaları gerekmektedir. Buna ortamın ön konsantrasyonu da denilir. Ortamın

fizikokimyasal şartları ve ön konsontrasyon yanında, sedimantasyon hızı da geçerli tenöre sahip bir

manganez yatağının oluşabilmesi için bulunması gereken şartlardandır. Sedimantasyon hızı, manganın

dağılmaması için oldukça yavaş olmalıdır. pH değeri 7.8 değerini geçmemelidir, pH değeri eğer 7.8'in

üzerinde olursa manganın kalkerler içinde dağılması söz konusu olabilir.

Ön konsantrasyon ortamı çok asit ise, Fe ve Mn ayrılmaz ve oluşan yataklar esas olarak demirli

olur. Çökelmeyi sağlayan pH artışı ani olursa yine ayrılamazlar ve mangan demir içinde dağılmış olarak

bulunur. pH'nın artışı dereceli ise Fe ve Mn ayrı ayrı çökelir. Bu çeşit yataklanmalar itabiritik

yataklarda görülür. İtabiritik tipler haricinde Mn yataklarıyla birlikte büyük Fe yatakları

bulunmamaktadır. Mn ile birlikte Fe yataklarının bulunmayışını karalardan alterasyon sonucu olan Fe

getiriminin azlığıyla açıklayan araştırıcılar vardır (Henett, 1966). Aslında bunu Fe getirimi azlığıyla

açıklamak doğru değildir.

Çünkü ortamda yeterli Fe konsantrasyonu olduğu halde çökelmeyi asidlik derecesi kontrol etmektedir.

Eğer ortam hafif asid ise o zaman Mn çökelmeyip çözeltide kalır, Fe ise detritik sedimentler içerisinde

dağınık halde çökelir ve bir yatak oluşturamaz.

Manganez cevheri tabakaları yan kayaçlar içinde genellikle çok belirgin olup, dikey geçişler çok

ani olmaktadır. Tüf, kuvarsit, kumtaşı, kil, seyl ve kalkerlerde MnCO3 veya MnO2 konkresyonları

halinde bulunur. Derin deniz yataklarında bulunan manganez yumruları okyanustaki kimyasal bir

çökeltiden ziyade kırmızı pelajik çamurdan ayrılan bir denizaltı ürünü olarak kabul edilmektedir.

Manganez yatakları da kıyıdan derinlere giderken Fe yataklarında olduğu gibi bir sıralanım

gösterirler. Meselâ, Dünyanın en büyük yataklarından biri olan Kafkasya'daki Çiyatura denizel

manganez yatağında oksitli cevherler sahilin yakınında (piroluzit, psilomelan) oluşmuştur. Bu

minerallerde Mn (4) değerlidir. Biraz daha uzakta manganit hâkim duruma geçer ki, burada Mn(3)

değerlidir. Manganezin (2) değerli olduğu karbonatlı cevherler sahilden daha uzak kesimlerde

sülfürlerin görünmeye başladığı derin kısımlarda çökelmiştir.

Çiyatura Mn yatağı granitik ve volkanik temelin alterasyonu sonucu oluşmuştur (Şekil 16.2).

Tenörü % 40 Mn'dir. Cevherleşme Kretase kalkerleri ve bunun üstündeki ince konglomera tabakası

üzerinde oluşmuştur. Konglomera tabakası kalınlaştıkça cevher tabakası da kalınlaşmaktadır. Havzanın

bir başka kesiminde cevher tabakası kumtaşları üzerine gelir. Cevherleşme ince taneli kumtaşlarıyla

121

ardışıklı çeşitli kalınlıkta tabakalar serisi halindedir. Toplam işletilebilir kalınlık 2-3 m. arasındadır.

Cevherleşme ~ 34 km2'lik bir alana yayılır. Daha zengin olan alt kısım üst kısımdan 5 cm kalınlığındaki

ince bir oolitik demir seviyesi ile ayrılmıştır. Oolitik yapıda olan Mn cevherleşmesi yer yer masif

cevhere geçiş gösterir. Oolitlerin çapları 1-10 mm olup, büyük oolitler alt seviyelerde bulunur. Oolitler

ardışıklı olarak piroluzit, psilomelan ve manganitten oluşmuş olup, çekirdek kuvars taneleri veya fosil

parçalarından ibarettir (Routhier, 1963).

Şekil 16.2: Çiyatura Manganez yatakları jeolojik dikme kesiti (Betekhtine, 1951).

İkinci bir örnek olarak Fas'ta bulunan İmini yatağını verebiliz. Oolitik yapı görülmediği için bu

yatağın orijini çok tartışmalıdır. Bazıları oluşumu hidrotermal solüsyonlarla dolomitlerin

metasomatizması şeklinde açıklarken, bazıları da cevherleşmeyi sedimanter oluşumla izah etmişlerdir.

Nihayet iki görüş birlikte mütalâa edilerek hidrotermal-sedimanter asıllı olabileceği fikri kabul

edilmiştir.

Göl Ortamı Yatakları: Mn konsantrasyonunun göl ortamında artmasıyla bu tür yataklar oluşabilir.

Manganın kaynağı daha çok yeraltı su seviyesinin çözünmüş iyonlarıdır. Almanya ve Danimarka'da bu

tür yataklar vardır.

122

16.3.4 Bozunma (Alterasyon) Yatakları

Demir cevherindeki oluşum mekanizması mangan için de geçerlidir. Oksidasyon zonlarındaki

mineraller piroluzit, psilomelan gibi mangan oksitlerdir.

Alterasyon ile oluşan önemli Mn cevherleşmeleri daha çok bozunma artığı (lateritik) oksitli

cevherlerdir. Artık Mn konsantrasyonları manganezli kayaçların altere olması ve serbest kalan

manganezin birikmesi sonucu meydana gelirler. Gerek sayı ve gerek tenörleri açısından metamorfiklere

oranla daha az ve önemsizdir.

16.3.5. Metamorfik Mangan Yatakları

Ekonomik değer taşıyan yataklardır. Kaliteleri yüksektir ve tenörleri % 40-50 Mn olabilmektedir.

Metamorfik Mn yatakları iki grupta incelenebilir.

16.3.5.1. Manganez kuvarsitleri ve şistleri:

Yüksek tenörlü yataklar olup, oksitli cevherlerle çok miktarda kuvarstan ibarettir. Cevher

mineralleri braunit ((3MnFe)3 O3.MnSiO3), hausmannit (Mn3O4) ve biksbiyit (=siteparit) tir ((MnFe)2

O3).

16.3.5.2. Manganez silikatlar:

Bunlar daha çok gnays ve epidot şistlerde oluşurlar ve ekonomik değillerdir. Ancak bazan

manganez oksit mercekleri oluşturabilirler. En önemli mineralleri, spessartin (Mn,Al) silikat ve

rodonittir (MnSiO3). Ayrıca bunlarla birlikte mangan-demir-olivin=knebolit (MnFe)2SiO4, tefroit

(Mn2SiO4), mangan-epidot gibi minerallerde bulunur. Örnek olarak; Afrika ve Hindistan'da bazı

yataklar verilebilir.

123

BÖLÜM 17

17. KALAY YATAKLARI

17.1. CEVHER MİNERALLER İ

Cevher Mineralleri Formül %Sn Yoğunluk

Kassiterit SnO2 79 6,8

Stannit Cu2FeSnS4 27 4,4

Teallit PbSnS2 6,4

Frankeit 5PbS.3SnS2.Sb2S3 5-5.5

Klindirit 3PbS.4SnS2.Sb2S3 5,4

Kanfildit Ag8Sn(Ge)S6

Not: Kassiterit ve stannit pegmatitik-pnöymatolitik, Teallit, Frankeit, Klindirit, Kanfildit subvolkansal safha

17.2. GENEL BİLGİLER

17.2.1. Kullanım alanları:

Cevher yatağı oluşturmada, bunlardan yalnızca kasiteritin önemi vardır. Kalay en çok teneke

üretiminde çeşitli kaynak işlerinde metal alaşımları yapımında (bronz) otomobil sanayiinde

kullanılmaktadır.

17.2.2. Cevher Kalitesi:

Kalayın cevher olarak kalitesi başta tenör ve kasiterit mineralinin tane iriliğine göre değişir.

Kompleks oksidik ve sülfidik cevherler çok zor ayrılıp zenginleştirilebilir ya da hiç kalay konsantresi

elde edilemez (Stannit ve diğerleri).

Pratik anlamda bütün kalay yataklarında kasiterit taneleri 1 mm’nin üstünde olurlarsa kolay

zenginleştirilebilen cevher yataklarıdır. Tane boyu 1 mm nin üstünde olan yataklar küçük (5 bin-20 bin

ton rezervli) olsalar bile iktisadi değer taşırlar. Bunlarda işletme sınırı % 0.2-% 0.3 Sn civarındadır.

Pegmatit damarlarında görülen orta büyüklükteki cevherlerde ise işletme tenörü % 0.8 Sn dır.

Tane büyüklüğü 0.01 mm-0.20 mm arasında olan cevherlerin zenginleştirilmeleri mümkün

değildir. Böyle ince olan bir cevher % 65 SnO2 ihtiva etmesine rağmen işletilememektedir (Rusyada).

Plaser yataklarda cevherin iktisadi değeri rezerv ve tenör yanında üstündeki örtü tabakasına

bağlıdır. İşletmeye geçmiş büyük rezervli plaser yataklarda asgari tenör 100-250 g/m3 civarındadır.

Cevherleşmenin tenörü yüksek ve elle ayrıma imkanı varsa o zaman 200-300 ton Sn metal rezervi

iktisadi olarak kabul edilebilir.

124

17.3. KALAY YATAKLARININ OLU ŞUM T İPLERİ

Kalay cevnerleşmeleri granit intrüzyonlarına bağlı olup onun içinde ya da dış kısımda kontakt

bölgelerde oluşur. Plütonik (Pegmatitik pnöymatolitik ve hidrotermal) ve subvolkaniksel safhalarda

primer olarak oluşabildiği gibi kasiterit kimyasal etkilere dayanıklı, ağır ve dilinimi olmayan bir mineral

olduğundan plaserlerde zenginleşebilir.

17.3.1. Plütonik Safha Yatakları

Kalay asidik granitlerden gelen kalıntı çözeltiler içersinde zenginleşen en önemli metallerdendir.

Kalay yatağı oluşturabilen granitlerin tonunda 15-50 gr Sn bulunur. Steril olarak kabul edilenlerde ise 3-

10 gr Sn vardır.

Kalıntı çözeltilerde zenginleşen kalay kolay uçucu maddelerle karmaşık bileşikler oluşturarak

pegmatitik safhada kasiterit yataklarını oluşturur. Aynı şartlarda kasiteritle birlikte volframit, topaz,

kuvars, Li-mikası ve apatit gibi mineraller de yer alırlar.

Kasiterit oluşumu çözeltilerin yan taşla teması ile yantaştaki kasiteritleşme şeklinde de olabilir.

Kalayca zenginleşmiş çözeltilerin granitin içersinde çökelmesi şeklindeki oluşumlara otopnöymatolitik

oluşumlar denilir. Artık solüsyonların graniti bu şekilde değiştirmesi ile greyzenleşmiş granitler

meydana gelir (Şekil 17.1). Greyzenleşmede biyotit, muskovit, serizit ve Li-mikasına dönüşerek,

feldspatlar topaza dönüşür. Granit içinde ince çatlak sistemlerinde kayaçta impregnasyonlar şeklinde

görülen klorit+kasiterit+kuvars oluşumuna "svitter cevherleşmesi" denir.

125

Şekil 17.1: Bazı kalay greyzen cevher kütleleri (Evans, 1988).

(A: Çekoslovakya, Cinovec kesiminden, B: DDR, Sadisdorf, C ve D: Kanada, Nova Scotia, Doğu Kemptvillenin haritası ve kesiti. A - B Baumann (1970) 'den ve C - D Richardson ve diğ. (1982)'den alınmıştır. )

Otopnöymatolitik oluşumda kasiterit minerali ile volframit de önemli olabilmektedir. Ayrıca,

molibdenit, arsenopirit, pirit ve arasıra da uranyum, bizmut ve bakır sülfürleri de oluşuma

katılabilmektedir.

Örnekler: Erzgebirge Sn yatakları (Almanya) Alt Permiyen kuvars porfirlerini kesen bir

granit intrüzyonuna bağlı olup tenörü % 0. 3-0.9 Sn'dır (Şekil 17.2-Şekil 17.3). Kornuvay yatakları

(İngiltere’de) granit-şist kontağında oluşmuşlardır (Şekil 17.4).

Almanya’da Üst Karbonifer yaşlı kuvars porfir ve granit porfirler içine sokulum yapan

birçok granit stoklarının takke kesimlerinde Sn yatakları bulunmaktadır. Granit porfirin granit

stoku yerleşimi sırasında tam soğumamış olması ve çatıyı oluşturan kesimlerde kırık ve çatlakların

bulunmaması magmatik akışkanların burada tutulmasını sağlamıştır. Bu özellik granitik kubbenin

ve üzerindeki porfirlerin de kısmen grayzenleşmesini sağlamıştır. İçteki granit stoku ile içine

yerleştiği dış granit arasında pegmatitik bir kuşak gelişmiştir. İç granitin gaz bileşenleri bu

pegmatitik kuşağı ve dıştaki graniti etkilemiştir.

126

Attenberg greyzeninin derinliği 230 m çapı 300–400 m olan bir mostrası vardır.

Cevherleşme greyzen içinde kalınlığı 0,06–0,1 mm olan çok ince damarcıklardan (stovörk)

oluşur. % 3 Sn içerikli kayaç kütlesi tümü ile çıkarılarak işletilmektedir.

Dünyanın en büyük kalay yatağı Malaya yarımadasında çeşitli tiplerde kasiterit cevherleşmeleri

şeklinde olan yataklardır. Burada damarlar enjeksiyon yatakları ve kontakt oluşumları şeklinde olup bir

kısmı granit içinde bir kısmı ise şistler ve kireçtaşları içindedir. Bu primer cevherlerden oluşan plaser

yataklardan daha çok ürün alınmaktadır. Bu tip yataklara ayrıca Bolivya Nijerya, Avustralya, İspanya

gibi ülkelerde rastlanır.

17.3.2. Subvolkanik safha

Kalayın hidrotermal ve subvolkanik oluşumları cevher mikroskobik incelemelerle son

zamanlarda bulunmuştur. Önceleri yalnızca pegmatitik-pnöymatolitik safhalarda oluştuğu biliniyordu.

Pnöymatolitik kasiterit ile hidrotermal (meso) kasiteritlerin arasında bazı farklar vardır.

Pnöymatolitik olanlar tıknaz olup piramid yüzeyler gelişmiştir. Hidrotermal olanın ise, prizma yüzeyleri

daha iyi gelişmiştir. Kasiterit pnöymatolitik oluşumda ikizlenme gösterirken, hidrotermal olanlar hiç

göstermezler veya çok nadir bulunur. Ayrıca hidrotermal oluşumda parajenez de farklıdır. Burada artık

stannit ve teallit gibi sülfürlü kalay mineralleri meydana gelmektedir. Düşük sıcaklıklarda (epitermal)

oluşan kasiteritler ise iğnecikler şeklindedir. Yeryer kollaidal çökelme belirtileri de görülür.

Örnek: Bolivya, ABD ve İsapanya’da görülür. Bolivyadaki Lallagua yatağında çeşitli safhalar

tespit edilmiştir.

1.Safha (Pnöymatolitik): Kassiterit, volframit, molibdenit (kuvarslı, turmalinli)

2. Safha (Katatermal): Pirit ve pirotin

3.Safha (Mesotermal): Frankeit (Sn) , siderit, mangankarbonat

17.3.2.Sedimanter Sn Yatakları

Alterasyona karşı çok dayanıklı olan kasiterit minerali bu özelliğinden dolayı plaser yataklarda

çok kolay zenginleşebilen bir mineraldir. Dünya kalay üretiminin %70'i plaser yataklardan

sağlanmaktadır. Bu tip yataklara Malezya, Nijerya, Çin ve Avustralya’da rastlanır.

Türkiyede pegmatitik-pnöymatolitik oluşumlar çok azdır. Bu yüzden her iki tip Sn-yatağı

oluşumu da yoktur denilebilir. Ancak hidrotermal evrenin kata-meso zonlarına doğru kalay yatağı

bulmak mümkündür.

127

Şekil17.2: Clinovec (Zinnvald, Erzgebirge ) Yatağında Bir Flöze ( R. Beck'e göre).

Şekil 17.3: Altenberg (Erzgebirge, Doğu Almanya) Kalay yatağından geçen bir kesit ( G. Sehlegel'e göre).

Şekil 17.4: Kornuvay Yataklarında Parajenezlerin Sentezi (Schneiderhöhn'e göre)

128

BÖLÜM 18

18. MOLİBDEN YATAKLARI

18.1. CEVHER YATAKLARI

Cevher mineralleri Kimyasal Formül Mo % Yoğunluk

Molibdenit MoS 60 4.8

Vulfenit PbMoO4 26 7

Povellit CaMoO4 50 4.3

Molibden Oker ~FeO.MoO3.8H2O 60 -

18.2. GENEL BİLGİLER

18.1.1. Kullanım Alanları:

Molibden daha çok özel çelik üretiminde kullanılır. Ayrıca yüksek sıcaklık metali üretiminde,

elektroteknikte, lamba üretiminde, boya endüstrisinde ve tıp alanında kullanılmaktadır.

18.2.2. Cevher Kalitesi:

Derinlerde bulunan büyük yataklarda işletme sınır tenörü ortalama % 0,3 MoS (% 0,2 Mo)

dir. % 50 nin üzerinde Mo konsantrasyonlu cevherlerde, % 0,3 den fazla Cu ve çok daha az

miktarlarda olsalar dahi Ca, Ba ve P arzu edilmez. Sülfürlü Mo cevherleri yüksek randımanla (% 90-

95) zenginleştirilebilir. Fakat oksitli molibden cevherleri zenginleştirilemez veya çok düşük

randımanla (%30) zenginleştirilebilir. Molibdenli cevher damarları çok incedir. Bu yüzden gerçek

molibden tenörü işletme anında yan kayaçla karışma mecburiyetinden dolayı damar tenöründen 2-3

katı daha düşüktür. Stokvörk tipi cevherleşmede ise cevherin yan kayaçta dağılımı kısmen homojen

olduğundan tenör yığın tenörüne yakındır. Son teknolojik gelişmelere göre molibden porfiri bakır

yataklarında yan ürün olarak önem kazanmıştır. Böyle yataklarda Mo, % 0,004 değerinde olsa bile

faydalıdır. Molibden bilhassa pegmatitik-pnöymatolitik safhada W ve Sn ile birlikte oluşur. Wolfram

ve kalay cevherin değerini artırabilir.

Molibden cevheri hazırlama tesisleri oldukça pahalıdır. Bu yüzden ekonomik bir işletme için

yaklaşık 5 milyon ton rezerv (bu da 10.000 ton metal rezervine eşittir) gereklidir.

18.3. MOLİBDEN YATAKLARINI OLU ŞUM T İPLERİ

Molibden esas itibariyle granitik ve dioritik magma intrüzyonu neticesinde molibden sülfür

olarak meydana gelir. MoS kuvars ile ve bazen küçük miktarda volframit, pirit, kalkopirit,

bizmutinit ve diğer sülfitlerle birlikte bulunur. Impregnasyon şeklindeki hidrotermal bakır yatakları

ve porfiri bakır yatakları da ekseriya Mo ihtiva eder (Şekil 18.1). Bir diğer oluşum şekli de

karbonatlı kontakt metasomatizma olayları sonucu ortaya çıkabilir.

129

Şekil 18.1: Dünya'daki başlıca porfiri bakır ve molibden yatak bölgeleri. Güncel plaka sınırları ve Mesozoik-Senozoik dağ zincirleri de şekilde gösterilmiştir.

Molibdenit alterasyon ile Mo -oker denilen sarı renkli, ufalanabilen, bu özelliği ile de kolayca

yıkanıp taşınabilen bir minerale dönüşür. Bu taşınmadan dolayı oksidasyon zonu çok fakirleşir. Kurşun

yataklarının oksidasyon zonunda oluşan ve çok kere vanadyum cevheri ile birlikte bulunan vulfenitin

oluşumu tartışmalıdır. Çünkü alttaki primer cevher olan galenit molibden kapsamamaktadır. O zaman

buradaki molibdenin kaynağı kurşun cevherleşmesine komşu olan sedimanter kayaç çökelimleri

olmaktadır. Ortama taşınan Mo’li malzeme burada Mo zenginleşmesini sağlayabilir. Bazı Mo-W

cevherleşmeleri volkanosedimanter oluşumla da izah edilmiştir (Güney Norveç).

Dünyanın en büyük molibden yatağı (100 milyon ton rezervli) ABD'deki Climaks yataklarıdır

(Şekil 18.2). Burada cevherleşme koni şeklinde bir granit intrüzyonuna bağlıdır. Bu intrüzyona bağlı

olarak çeşitli oluşum şekilleri meydana gelmiştir. Mo orta kısımlarda gelişmiştir. Granit masifi

üzerindeki kubbede ise pirit, galenit, sfalerit, kalkopirit, volframit, topaz, fluorit gibi mineraller

oluşmuştur. Cevher tenörü % 1 molibden sülfürdür.

Kayalık dağlarında (ABD) Antekambriyen granitlerini ve Karbonifer şist ve kumtaşlarını kesen

Tersiyer yaşlı monzonitlerle ilişkili yataklardır. Cevher Prekambriyen graniti içerisinde silisleşmiş bir

kuşakta bulunmakta ve % 0,84 MoS2 içermektedir. Cevher içerikli granitler serisitleşme, silisleşme ve

piritleşme göstermektedir. Yer altı işletmesi yapılan cevherin derinliği bilinmemektedir.

130

Sekil 18.2: Climaks (Kolorado, ABD) Molibden yatağı haritası ve kesiti ( C.A. Lamey'e göre)

Saf kuvars damarlarında, başka refakat minerali bulunmadan, molibdenit bulunabilir. Örnek

Keskin ve Uludağ molibden yatakları.

Kontakt yataklara örnek olarak Çataldağ (Balıkesir) molibden yatağı verilebilir. Bu tiplerin

iktisadi değerleri yoktur.

131

BÖLÜM 19

19. VOLFRAM YATAKLARI

19.1. CEVHER MİNERALLER İ

Cevher Mineralleri Formül W % Yoğunluk

Volframit (Fe,Mn)WO4 64 7,5

Ferberit (FeWO4)

Hübnerit (MnWO4)

Şelit CaWO4 64 6

Not: Volframit Fe’li ve Mn’lı volfram minerallerinin katı eriyik oluşturmasıyla oluşur. Bu uç

bileşenler tabiatta saf halde bulunmaz

Reinit: içerisine demir alarak gelişmiş şelit mineralidir.

19.2. GENEL BİLGİLER

19.2.1. Kullanım Alanları:

Volfram çelik üretiminde kullanılan bir alaşım metalidir. Ayrıca volfram karbit ile volfram

metali üretiminde ve az bir kısmı boya ve cila endüstrisinde kullanılır.

19.2.2. Cevher Kalitesi:

İşletme sınır tenörü damar şeklinde olanlarda % 0,7 WO3, stok şeklindeki cevherlerde % 0,3

WO3. Bu değerler büyük rezervli yatakalarda % 0,2 WO3’e kadar düşebilir. Sedimanter yataklarda

altın gibi faydalı yan ürünler varsa işletme alt tenör değeri biraz daha düşer.

Volfram konsantresi ticari kıymeti olabilmesi için ortalama % 65 WO3 ihtiva etmelidir. Bu

konsantrede zararlı bileşenlerden Arsen (As) Antimon(Sb), fosfat (P) ve bakır en fazla % 0,2 olmalıdır.

Eğer bu zararlı bileşenler konsantre elde ederken kolayca ayrılabiliyorsa ve tenörleri fazla ise yan ürün

olarak faydalı elementler haline gelebilirler. Volfram yatakları genelde küçük yataklar halindedir. Kıy-

metli bir mineral olduğundan yıllık 50 ton konsantre üreten yataklar iktisadi olabilmektedir.

19.3. VOLFRAM YATAKALARININ OLU ŞUM T İPLERİ

Volfram çok asidik granitlere bağlı olup kalay ve Mo ile ortak jeokimyasal özellikler gösterirler.

Esas olarak kalay cevheri çok defa granitin içinde, fakat volfram daha çok granit-şist kontaklarında olu-

şurlar.

En önemli cevher minerali olan volframit pegmatitik ve pnöymatolitik-katatermal kuvars

damarlarında ortaya çıkar. Bazan da mesotermal oluşumlu, altınlı kuvars damarlarında oluşur. Ekseriya

132

çok yüksek sıcaklıklarda oluşanlar Mn muhtevası çok fazla olan volframitler şeklindedir. Nispeten

düşük sıcaklıklarda oluşanlar ise yüksek demir muhtevalı volframit (ferberit) olmaktadır.

Pegmatitik oluşumlar daha az görülen yataklar olup, burada umumiyetle volframit, kasiterit (Sn)

ve molibdenit ile beraber bulunur.

Pnöymatolitik damar ve impregnasyonlar şeklindeki yataklarda yine volframit, kasiterit ve

molibden ile birlikte bulunurlar. Molibden kalaya oranla biraz, daha az bulunur. Pnöymatolitik

oluşumdan hidrotermal oluşumlara geçiş şartlarında arsenopirit, şelit, bizmut, florit, görülür.

Sıcaklığın biraz daha düşmüş bulunduğu şartlarda ise kalay, demir, bakır ve çinko sülfidler oluşur.

Gang kuvarstır.

Hidrotermal volfram mineralleşmesi görülürse de önemli cevherleşmeler oluşturamazlar.

Sıcaklığın düşmesi sebebiyle daha çok sülfidli mineraller oluşur. Burada da esas gang minerali kuvarstır.

Hidrotermal şartlarda şelit minerali de oluşabilir.

Kontak metasomatik oluşumlarda granit ile karbonatlı kayaç kontaklarında işletilebilir oranda

kalsiyumlu volfram yani şelit oluşur. Şelit yanında kontakt zonunda granat, hadenberjit, epidot, pirotin,

florit, pirit, molibdenit, kalkopirit, galenit gibi mineraller de yer alabilir (Şekil 19.1).

Şelit beyazımsı mavi flöresans özelliği ile karakteristiktir. Mo muhtevalı şelit ise sarımsı

flörasans özelliği gösterir. Bu özellik şelit prospeksiyonunda faydalanılan bir özelliktir. Uludağ ve

Keban yatağı bu tipe girer.

Şekil 19.1: Brawstone Kaliforniya’dan bir kesit (Jensen and Batemen,1981)

133

19.3.1 Uludağ Şelit Yatağı

Bu yatak Hersiniyen granit intrüzyonuna bağlı bir yataktır. Cevherleşme granodiyorit

plütonu içerisinde yatık bir senklinal gibi kıvrılmış mermer tabanında bulunur (Şekil 19.2).

Şekil 19.2: Uludağ (Bursa) volfram yatağından kesit (Kaaden ve diğ.'e göre basitleştirilmi ştir). Yüksek sıcaklıktaki eriyik ve gazlar çatlak, kırık ve katman yüzeyleri boyunca yan kayacı

etkilemişler ve böylece cevherleşrneyi sağlamışlardır. Mermer granit kontağında sondajlarla tesbit

edilen taban cevherinde şelit yanında volframit te bulunur. Kalınlığı (5-55 mm arasındadır. Ortalama %

0.8 WO3 kapsar.

Skarn cevherleşmesi mermerlerin içinde oluşmuştur. Volfram minerali şelit olup tenörü

ortalama % 0.6 dır. Burada skarn mineralleri yanında çeşitli sülfid mineralleri kalsit, grafit ve apatit gibi

mineraller de bulunur. Uludağ yatağının rezervi 15 milyon tondur.

134

BÖLÜM 20

20. KURŞUN VE ÇİNKO YATAKLARI

Kalkofil karakterli (S’e duyarlı) olan her iki elemente, ikisinin birlikte oluşturduğu yatak

tiplerinde rastlanır. Jeokimyasal özelliklerinin ortak oluşu sebebiyle birlikte mütalâ edilecektir.

20.1. CEVHER MİERALLER İ

1. Pb Cevher Mineralleri Formül % Pb Yoğunluk

Galenit PbS 86 7,5

Seruzit PbCO3 77 6,5

Anglezit PbSO4 68 4,0

Jamesonit Pb5FeSb6S14 40-50 5,62

Jordanit Pb4As2S7 70 6,4

Boulanjerit Pb5Sb4S 55 6,0

Piromorfit Pb5CI(PO4)3 82 (PbO) 6,8

Mimetizit Pb5CI(AsO4)3 75(PbO) 7,2

Vulfenit PbMoO4 62(PbO) 6,5

2. Zn Cevher Mineralleri Formül % Zn Yo ğunluk

Sfalerit (Çinkoblend) ZnS 60-67 4,0

Vurtzit ZnS 60-67 4,0

Smitsonit ZnCO3 52 4,3

Hemimorfit H2Zn2SiO5 54 3,5

Hidrozinkit Zn5[(OH)6(CO3)2] 60 3,5

20.2. GENEL ÖZELLİKLER

20.2.1 Kullanım Alanları:

Kurşun'un atom ağırlığı 207.19, yoğunluğu 11,4 ergime noktası 327,4 °C kaynama noktası (760

mmHg basıncı altında) 1620°C'dir. Pb adi metaller arasında korozyona karşı en dayanıklı bir metaldir.

Bu özellikleri ile eskiden beri boru ve çeşitli yapı malzemelerinin yapımında, lehimlerde, boyalarda,

matbaa harfi dökümünde, silah sanayiinde kullanılmıştır. Günümüzde kullanım alanları daha da art-

mıştır. En çok akümülatör bataryaları yapımında, yüksek oktanlı benzin imalinde, elektrik kablolarının

korunmasında ve daha birçok alanda kullanılmakdadır.

135

Mavimsi beyaz bir metal olan Zn'un atom ağırlığı 65,38 özgül ağırlığı 7,13gr/cm, ergime

noktası 419 °C ve kaynama noktası 906 °C'dir. Diğer metallerle kolayca alaşım yapabilme özelliğinden

dolayı endüstride ana maddesi Zn olan alaşımların yapılmasında kullanılır.

20.2.2. Cevherin Kalitesi

Kurşun-Çinko yataklarının kalitesini gösteren en önemli konu Pb-Zn tenörü olmakla birlikte

kaliteyi etkileyebilecek başka özellikler de vardır. Bu özelliklerden biri cevherdeki zararlı ve faydalı bi-

leşenlerin tenörleridir. Ayrıca cevher zenginleştirme ile yatağın işletilmesi konularındaki özellikler de

kaliteyi etkiler.

Tek Metalli Sülfürlü Cevherlerde:

- % 2-4- Pb olanlara fakir cevher,

- % 4-12 Pb olanlara orta zenginlikte cevher,

- % 12- Pb'den fazla olanlara zengin cevherler, denir.

Kurşun- Çinko yatakları için durum biraz farklıdır. Yatakların özelliklerine göre işletilebilme

tenörü değişmektedir. Ancak zenginleştirme problemi olmayan, normal işletme şartlarına sahip yatak-

larda işletilebilme sınırı % 5 Pb+Zn dur.

Uzunca süreler işletilmiş ve yeni tesislere ihtiyaç göstermeyen büyük yataklarda % 2 Pb'lik bir

tenor dahi işletilebilir (ABD’de Missouri yatakları gibi).

Diğer Bileşenler: Pb-Zn cevherlerini düşük tenörlerde dahi ekonomik yapan faydalı bileşenler

vardır.

Kadmiyum, sfalerit içinde iz element olarak bulunur. Eğer cevherlerde % 0,01-0,2 Cd tenörü

varsa bu sevindirici bir durumdur. Tenör % 0,3 - 0,4 Cd'a çıkarsa bu cevhere zengin Cd'lu cevher denir.

Cd zenginleştirmede Zn konsantresinde toplanır.

Bizmut % 0,001 Bi tenörü üstündeki değerler için ekonomiktir. Bizmut Pb konsantresinde

toplanır. İndiyum iz elementi % 0,0002 tenörünün üstündeki değerlerde iktisadi değer taşır. Zn

konsantresinde toplanır. Galyum için bu değer % 0,001, Germanyum için ise % 0,001- 0,01 arasındadır

(ZnS'e bağlı). Sfaleritin Co muhtevası eğer % 0,01- 0,02 arasında ise ekonomik olmaktadır. Bu element

Cu ve Zn konsantrelerinde toplanır. Ayrıca molibden (% 0,001-0,03), selen (% 0,03) ve talyum (%

0,001) cevher için faydalı elementlerdir. Antimon (Sb) Pb-Zn cevherlerinde zararlı bir bileşen olmakla

birlikte tenörü % 0,001 Sb değerinden fazla olmazsa katı Pb imalinde kullanılabilir.

136

20.3. KURŞUN- ÇİNKO YATAKLARININ OLU ŞUM T İPLERİ:

Pb ve Zn kalkofil karakterde elementler olup, bilhassa endojen ortamda umumiyetle diğer

önemli kalkofil elementlerle (meselâ Cu) birlikte sülfitler şeklinde maden yataklarını oluştururlar. Cu

daha ziyade katatermal-mezotermal, Pb-Zn ise mesotermal-epitermal şartlarda oluşurlar. Birbirleriyle

kıyaslanırlarsa Pb daha düşük sıcaklıkta Zn ise yüksek sıcaklıkta meydana gelir. Bu yüzden Pb-Zn

yataklarında derinlere doğru gidildikçe sfalerit (ZnS) miktarında artış olur.

Pb-Zn yatakları magmatik, sedimanter ve metamorfik olmak üzere çeşitli tiplerde oluşurlar,

ancak magmatik safhalarda meydana gelen yataklar gerek yayılışları ve gerekse ekonomik önemleri

itibariyle diğer tiplerden daha önemlidir.

20.3.1. Plütonik Yataklar

20.3.1.1. Damar Biçimli yataklar:

Hidroterınal safhada cevher taşıyıcı solüsyonlar çatlak yarık şeklindeki boşlukları doldurarak buralarda

damar biçiminde yatakların oluşmasını sağlarlar. İçlerinde esasen hidrotermal safhada meydana gelen

diğer mineraller de bulunabilir. Damarlar intrüzif kayaçların çevresinde yer alan yantaş içinde

gelişmişlerdir. İntrüzif kayacın içinde oluşmuş olan Pb-Zn damarları çok seyrektir.

Cevher mineralleri oluşum sıcaklıklarına göre şöyledir:

- Yüksek sıcaklık mineralleri: Sfalerit(koyu renkli), galenit, pirit, magnetit, arsenopirit, ve gang minerali olarak kuvars.

- Orta sıcaklık mineralleri: Kahverenkli sfalerit, galenit, gümüş, fahlerz, gang minerali olarakta, dolomit, ankerit, siderit.

- Düşük sıcaklık mineralleri: Daha çok galenit ile barit ve bazan florit. Damarlarda oluşum sıcaklıklarına bağlı olarak derinliğe göre bir farklılaşma ortaya çıkar.

Derinlere doğru galenit yerine sfalerit ve pirit; florit, barit ve siderit yerine kuvars miktarlarında artış

olur. En derin kısımlarda kalkopirit yeralır. Ayrıca gümüş miktarı da derinlere doğru azalır.

Örnekler: Doğu Almanya Pb-Zn damarları (Freiberg Pb-Zn yatakları)

Karaormanlardaki Pb-Zn damarları

Doğu Karadeniz bölgesindeki kompleks sülfid damarları. Köstere(Gümüşhane) Pb-Zn-Cu yatağı

hipo-mezotermal şartalrda çok sayıda damarlar halindedir (Şekil 20.1).

Şekil 20.1: Köstere (Zigana-Torul-Gümüşhane) Pb-Zn-Cu Yatağı Yöresinin Jeolojik Kesiti (Gümüş, 1979)

137

20.1.1.2. Metasomatik Pb-Zn Yatakları:

Bu tip yataklar galenit ve sfalerit minerallerinin karbonatlı kayaçların yerlerini almaları ile

oluşurlar. Cevher taşıyıcı solüsyonların ilgili olduğu magmatik safhaya göre üç çeşit oluşum söz

konusudur.

a.)-Magma ocağı ile ilişkili katatermal ile mesotermal şartlarda olu şmuş yataklar:

Bu tipte asidik intrüzif kayaçlara bağlı cevherli çözeltiler karbonatlarla metasomatik

reaksiyonlara girmişlerdir. Böylece boyutları 600x250x60m olabilen cevherleşmeler meydana gelmiştir.

Cevher mineralleri arsenopirit, pirit, sfalerit, galenit az miktarda gümüş ve bizmut mineralleridir.

Kireçtaşı içindeki metasomatik cevherden başka yan kayaçtaki çatlak ve yarıklarda damar şeklinde

cevherleşmeler de yer alır. Bu tip yatakların bazı kesimleri kontakt metasomatik ve pnöymatolitik

özellikler gösterir ki, o zaman cevherleşmede magnetit, hematit gibi yüksek sıcaklık mineralleri görülür.

Ekonomik değeri büyük yataklardır.

Örnekler: Yugoslavya'da Trepça, Yunanistan'da Laurien yatakları meşhurdur. Ayrıca Rusya ve

Çin'de de bu tip yataklar bulunur. Türkiye'de ise Handeresi (Çanakkale) Pb-Zn yatağı (Şekil 20.2) ve

Keban Pb-Zn yatağı (Şekil 20.3) bu tipe dâhil edilir.

Şekil 20.2: Han Deresi (Yenice Çanakkale) Pb-Zn Cevherleşme Alanından bir kesit (A. Yücelay'a göre) (Gümüş, 1979)

138

Şekil 20.3: Keban Pb-Zn cevherlerine ilişkin şematik şekiller (Zimerman’a göre)

b.) -Hidrotermal olduğu kesin olan metasomatik yataklar:

Mesotermal ile epitermal şartlarda oluşan yataklardır. Yantaş genellikle dolomitleşmiş ve

silisleşmiştir. Cevher mineralleri gümüşsüz galenit, sfalerit, jel pirit ve markazittir. Örnekler:

B.Almanya, Avusturya, Tunus, Cezayir.

c.) -Belirsiz metasomatik Pb-Zn yatakları:

Burada cevher getirici solüsyonların gerçek bir hidrotermal çözelti mi yoksa yeraltı suyu mu

olduğu tartışmalıdır. Çünkü bulunuş yerleri ve mineral parajenezleri metalin kaynağı hakkında değişik

yorumlara götürmektedir. Mineraller galenit, sfalerit, vurtzit, markazit ve jel pirit olup, bu oluşumlarda

kolloidal yapı hakimdir. Kolloidal oluşumlar, epitermal olabildiği gibi yüzey sularının çözdüğü

139

elementlerin çökelmesi ile de oluşabilmektedir. Her iki getirimi birlikte düşümek belki de en doğru

yoldur.

Bu tip yataklar çatlaklı, kırıklı kireçtaşı ve dolomitlerde meydana gelir. Dünya Pb-Zn

üzeritiminin büyük bir kısmını veren bu yataklarda tenör %15 Zn- % 3,3 Pb civarında zengin

cevherleşmeler halindedir.

En önemli örnekleri Orta Avrupa'da Slezya yatakları ABD'deki Mississipi yataklarıdır.

20.3.2. Subvolkanik Yataklar:

Subvolkanik safhada oluşan Pb-Zn yataklarının oluşum mekanizması ile diğer elementlerin

yatakları aynıdır. Plütonik hidrotermal yataklara geçişler gösteren bu yatakların onlar kadar ekonomik

kıymeti yoktur denilebilir.

Pb-Zn yatakları, subvolkanik intrüzyonun etrafındaki kayaçlarda ve dış zonlarda yer alır. Bu

yüzden Pb-Zn yatakları metasomatik değişiklikler şeklinde zuhur ederler. Oysa Au, Ag ve Cu gibi

elementler ise subvolkanik kayaçlar içinde de oluşurlar. Genellikle teleskoping durumu ve bununla ilgili

olarak Au, Ag, Cu gibi başka metallerle karışık damarlar görülmektedir.

Yine bununla alâkalı olarak az derinliklerde bile parajenez farklılıkları bulunur. Damar biçimleri

Ag'de olduğu gibi düzensiz olup, derinlerden yukarı kısımlara doğru incelir ve çatallanırlar.

Cevher mineralleri daha çok galenit ve sfalerittir. Bunların yanında pirit, kalkopirit ve markasite

rastlanır. Bu tip oluşuklarda çok sık görülen Ag mineralleri yanında Mn karbonatlarının (rodokrozit,

oligonit (Fe'li)) bulunuşu karakteristiktir. Bazı yataklarda lokal önemi olabilen wolfram zenginleşmesi

de olabilir. Gang mineralleri kuvars, kalsit, barit, opal ve kalsedondur.

Örnekler: Cartegana ve Mazzarron (İspanya) yatakları genç andezit riyolit, trakitlere bağlı

yataklar olup, damar biçimli yataklar yanında kireçtaşları içinde yer alan metasomatik oluşumlar da

bulunur. Cevher mineralleri bol Ag'li galenit, sfalerit, pirit, gang mineralleri kuvars, kalsit ve siderittir.

Ayrıca, Macaristan, Peru, ABD, Meksika ve Bolivya'da bu tip yataklar bulunmaktadır.

Memleketimizde ise Doğu Karadeniz bölgesinde birçok subvolkanik oluşumlar yer alır.

20.3.3. Volkano - Sedimanter Pb-Zn Yatakları

Normal sedimantasyon esnasında arid iklimlerde Pb-Zn sülfür yatakları oluşabilmekle birlikte

iktisadi bir değerleri yoktur. Oysa volkanosedimanter Pb-Zn zenginleşmeleri ekonomik önemi olan

yataklardır. Bu tiplerin oluşumunu sağlayan jeokimyasal özellikler ve prosesler volkanosedimanter

bakır yataklarındaki gibidir. Rammelsberg ve Mansfeld bakır yatakları aynı zamanda birer Pb-Zn

yatağıdır (Şekil 20.4).

140

Şekil 20.4: Volkanosedimanter Pb-Zn yataklarının oluşumu

20.3.4. - Bozunma (Alterasyon) Pb-Zn Yatakları:

Bozunma etkisiyle galenit üzerinde meydana gelen zar şeklindeki Pb tuzu örtüsü, galeniti

sfalerite göre daha stabil (dayanıklı) hale getirmektedir. Buna rağmen ekseriya karbonatik Zn cevheri

içinde sülfidik Pb yataklarına rastlanır.

Oksidasyon zonunda Pb karbonatlar (seruzit) ve kurşun silikatlar (anglezit) zor çözündüğünden

primer kayaçta şapka olarak kalır. Burada çinkonun davranışı biraz farklıdır. Bir kısım demir hidroksitle

karışmış Zn, kırmızı smitsonit olarak doğrudan doğruya oksidasyon zonunda çökeldiği halde, diğer bir

kısmı ise derinlere doğru sızar. Karışmış bileşenlerinden ayrılarak beyaz smitsonit olarak çökelir.

Kloritli sular galeniti biraz çözerek taşınmasını sağlayabilir. Bu duruma göre sementasyon zonunda Pb

veya Zn zenginleşmesi söz konusu olmamaktadır. Fakat primer cevherde bulunan gümüş sementasyon

zonunda zenginleşir.

20.3.5. - Metamorf Pb-Zn Yatakları:

Geçirmiş oldukları metamorfizma tesiriyle pirimer cevherleşmenin özelliklerini kaybetmesiyle oluşan

yataklardır. Yüksek sıcaklık ve basınç tesiriyle meydana gelen bir metamorf yatakta (ABD'de New

Jersey'de Franklin Furnace) 150’nin üzerinde mineral tespit edilmiştir. Yatak mermer ve granit

gnayslardan oluşan Prekambriyen yaşlı bir masifte bulunur.

Bundan başka Broken Hill (Avustralya) yatağı yüksek metamorfizma geçirmiş bir yataktır. Bu

yatakta cevher mineralleri ve silikatlar aynı zamanda tekrar kristallenmişlerdir. Pb ve Zn yanında tonda

141

240-510 gr Ag bulunur. Ülkemizde Sarıyurt (İzmir) Pb-Zn yatağı kloritli şistler içinde bulunur (Şekil

20.5)

Şekil 20.5: Sarıyurt (İzmir) metamorfik Pb-Zn yatağı (Gümüş, 1979)

Kadmiyum (Cd): Çok nadir olarak oluşan kadmiyum minerali grenokit(CdS) mineralidir.

Genellikle sfaleritin şebeke yapısında iz element olarak bulunur. Kadmiyum bağımsız olarak yatak

teşkil etmeyen bir elementtir. İçerisinde Cd bulunan Zn yataklarının iktisadi değeri artar. Kadmiyum

metal kaplama metal alaşımları ve boya endüstrisinde kullanılan kıymetli bir mineraldir. Broken Hill

(Avustralya) Bolivya ve ABD'deki Zn yatakları aynı zamanda Cd bulunudururlar. Türkiye'de Doğu

Karadeniz yöresindeki Pb-Zn yataklarında Cd tespit edilmiştir.

142

BÖLÜM 21

21. ANTİMON YATAKLARI

21.1. CEVHER MİERALLER İ

Cevher Mineralleri Formül %Sb Yoğunluk

Antimonit Sb2S3 71 4,5

Boulangerit 5PbS.2Sb2S3 25 5,7

Senarmontit Sb2O3 83 5,0

Valentinit Sb2O3 83 5,0

Servantit Sb2O4 79 4-6

Kermesit 2Sb2S3.Sb2O3 75 4,5

21.2.GENEL BİLGİLER

21.2.1. Kullanım alanları:

Daha çok kurşunla alasım yapılarak matbaa harfleri üretiminde, akü ve kablo üretiminde

kullanılır. Ayrıca bileşik halinde yanmaz tekstil ürünleri, kauçuk endüstrisi, cam ve seramik endüstrisi

ile mermi çekirdeklerinin üretiminde kullanılır.

21.2.2. Cevher Kalitesi:

% 50 oranında elle ayrılarak konsantreye alınabilen ve doğrudan işletilen antimon cevherinin

işletilebilirlik sınırı % 8 Sb dur. Sulu mekanik ayırım yada flotasyonla (yüzdürme) zenginleştirilen

cevherlerde sınır en az %2 Sb olmalıdır. Konsantre en çok % 0,3 As ve % 0.7 Pb ve Cu kapsayabilir.

Ham cevherde killi kısım çok olursa cevher hazırlamada güçlükler çıkarır.

Antimon cevherleri sülfürlü oksitli veya ikisi birden olabilir. Cevher hazırlama yönünden

sülfürlü cevher daha uygun olup oksitli cevherler güçlükler çıkarır. Sülfürlü cevherler tenörleri düşük

olsa bile % 70-80 randımanla zenginleştirilebilir. Oksitli cevherlerde ise % 30-60 randımanla

zenginleştirme mümkündür. Arsenli antimon cevherleri (realgar ve oripiment) antimon sülfo tuzları ve

civalı antimon cevherlerinin zenginleştirilmeleri de güçtür.

Antimonit, altın, gümüş, wolfram mineralleriyle de birlikte olabilir. Bu mineraller yan ürün

olarak elde edilebilecek ölçüde ise, faydalı olup, antimon yatağının değerini artırırlar. Antimon yatakları

genelde küçük ve düzensiz cevher dağılımı olan yataklardır. 1000 tona kadar metal ihtiva eden bir yatak

küçük olarak nitelendirilebilirken 50000 tondan fazla metal kapsayan yataklar ise çok büyük yataklar

olarak nitelendirilir.

143

21.3. ANTİMON YATAKLARININ OLU ŞUM TIPLER İ:

Magmatojen Yataklar: Antimon esas itibariyle düşük sıcaklıklı hidrotermal şartlarda oluşan bir

cevherdir. Hidrotermal eriyiklerin kaynağı plütonik ya da sübvolkanik olabilir. Antimon bir kalkofil

element olup, kurşundan sonra, fakat civadan önce oluşur. Parajenejine göre iki farklı tipi vardır.

21.3.1. Karmaşık olmayan Antimon Cevherleşmeleri:

Plütonik kaynaklı hidrotermal oluşumlarda teleskoping olayları görülmediğinden cevherleşme

karmaşık değildir. Cevherleşme daha ziyade damar veya metasomatik oluşuklar halindedir. Umumiyetle

geçirgen kireçtaşlarıyla, geçirgen olmayan killi-şistlerin kontakları cevherleşme için uygun yerlerdir.

Burada kireçtaşı hidrotermal eriyiklerin etkisiyle cevherleşir. Düzensiz yataklar oluşturan metasomatik

oluşumda tenör % 6-8 Sb olup yüksektir (Çin'de Meksika'da, Rusya'da bu tip yataklar vardır).

Damar şeklinde olanlar ise antimonit ve kuvars parajenezi halindedirler. Çok küçük yayılımlı ve

ince olan bu damarlar eğer bir kırık sisteminde yer almışlarsa ekonomik olabilirler. Çünkü bu yataklarda

tenör % 10 Sb civarındadır (yüksek). Türkiye'de Turhal/Tokat yatağı örnek verilebilir (Şekil21.1).

Şekil 21.1: Batı Anadolu ve Turhal antimonit yataklarını gösteren harita (İleri ve Köksoy 1977).

21.3.2. Karmaşık Antimon Cevherleşmeleri:

Subvolkanik oluşumlarda antimonun oluşum sıcaklığı düşüktür. Burada teleskoping olayından

dolayı cevherleşmede bir karışıklık söz konusudur. En karakteristik refakat minerali sinabarittir.

Sinabarit ile antimonit aynı damar içinde birlikte ya da ayrı ayrı teşekkül edebilirler. Bunların yanında

pirit, realgar, oripiment mineralleri ile gang olarak daha çok kuvars ve fluorit ile karbonatlar yer alır.

Antimonit bir başka parajenezde altın ve bakırla birlikte bulunabilir. Altınlı birçok kuvars damarı,

antimonitli kuvars damarlarına geçiş gösterirler. Böyle damarlar hem altın hem de antimonit için işletilir.

144

Antimonit dışındaki antimon cevheri mineralleri ise daha çok gümüşlü olup antimon sülfo mineralleridir

(Boulangerit). Sinabaritli bir yatak İvrindi (Balıkesir) antimon yatağıdır (Şekil 21.2).

Şekil 21.2: Taşdibi (İvrindi-Balıkesir) Antimon Madeninden Jeolojik Kesit (V. Alkan'a göre).

145

BÖLÜM 22

22. CİVA YATAKLARI

22.1. CEVHER MİNERALLER İ

Cevher mineralleri Formül %Hg Yoğunluk

Nabit Civa Hg 100 8

Zinober (Sinabarit) HgS 86 13

Metasinabarit HgS 86 7,7-7,8

Şvatzit (Gümüşlü

tetraedrit)

17 5,3

Livingstonit HgSb4S3

Civa cevherlerinin esas minerali nabit civa ve sinabarittir. Diğerlerinin fazlaca bir ekonomik

önemleri yoktur.

22.2. GENEL BİLGİLER

22.2.1. Kullanıldığı Yerler:

Fizik aletleri yapımında (ölçü aletleri) kimya endüstrisinde (katalizör olarak), ilaç ve boya

endüstrisinde ayrıca altınla amalgam (karıştırma) yapılarak mücevhercilikte kullanılır.

22.2.2. Cevher Kalitesi:

Civanın işletme sınırı ortalama %0,3 Hg dır. Cevherin kalitesi civa tenörüne ve cevher

minerallerine bağlıdır. Üç tip cevherleşme görülür.

1. Nabit Hg veya sinabarit şeklinde karmaşık olmayan cevherleşmeler. Bu mineraller iktisadi

değer taşıyan asıl civa mineralleridir.

2. Antimonlu cevherler, sinabarit, antimonit, livingstonit parajenezi şeklindedir.

3. Arsenli cevherler: Sinabarit, realgar, oripiment, parajenezi şeklindedir.

Kompleks cevherlerde diğer faydalı bileşenlerin de kazanılabilmesi için cevher hazırlama ve

metalürji tekniklerinden istifade edilir. Cevher hazırlamada fakir cevherlerde flotasyon, zengin

cevherlerde özgül ağırlık metodları kullanılır. Sinabaritten başka ağır minerallerin parajenezde

bulunması ayırma işlemini zorlaştırır. Konsantrede arsen ve antimon sülfürlerin birikmesi istenmeyen

bir durumdur. Çünkü arsen ve antimon sülfürler civanın yoğunlaşmasına engel olurlar. Flotasyonla zen-

ginleştirmede ise arsen ve antimon sülfür yanında diğer sülfürler de zararlı bileşenlerdir.

146

22.3. CİVA YATAKLARININ OLU ŞUMU

Jeokimyasal olarak civanın kaynak yeri üst mantodur. Yine yüksek Hg muhtevalı meteoritler

ve bazı mafik kayaçlar civa kaynağı olarak gösterilebilmektedir.

Civa esas olarak hidrotermal safhanın düşük sıcaklık döneminde (epitermal) oluşan bir

elementtir. Oluşum sıcaklığı antimona nazaran daha düşüktür. Bilhassa yüzeye yakın volkan ocakları

çevresinde oluşurlar. Ayrıca volkanosedimanter oluşumları da bulunur. Hidrotermal getirimin, plütonik

ya da subvolkanik oluşumlarını birbirinden ayırmak çok güçtür.

Civa oluşum sıcaklığı düşük olduğundan magmadan çok uzaklara kadar taşınabilir. Bu yüzden

sekonder oluşumlar sık görülür. İz element olarak birçok sülfid cevherlerinde yer alır. Hatta buhar

halinde uzaklara taşındığından maden yataklarının belirlenmesi için yapılan jeokimyasal

prospeksiyonlarda kılavuz element olarak önemlidir. Sedimanter bölgelerde ise bunun pratik faydası

kaybolur. Buna rağmen civa bitümlü killi şeyllerde tonda birkaç 10 gram kadar zenginleşebilir.

Elementer civa ve sinabarit bilhassa bu bitümlü şeyleri tercih etmektedir. Uzun mesafelere rahatça

taşınabilen civalı eriyikler bu tip kayaçlara ulaştıklarında hemen çökelmektedir.

Civalı eriyikler bazan da kumlu kayaçların arasında impregnasyon şeklinde yataklanmaları

oluşturur. Plütonik hidrotermal yatakların esas minerali sinabarit, pirit ve kalsedondur. Bu yataklarda

(Hg+Sb) beraberliği görülebilir. Derinlere doğru antimonit, realgar, oripiment mineralleri oluşabilir.

Subvolkanik olanlarda Hg ve Sb ayrı ayrı oluşurlar. Gang minerali kuvars, kalsedon, dolomit ve kalsittir.

Örnekler: Dünyanın en zengin civa madeni İspanya daki Almaden’dir. Burada Alt Paleozoik

tabakaları içinde dik olarak yer alan Ordovisiyen kuvarsitlerinde zinober (sinabarit) zenginleşmesi

olmuştur. Orta kısımlarda % 6 Hg olan tenör bazı kesimlerde % 14-20’ ye kadar varabilmektedir.

Seyrek olarak olsa da cevherleşme ile ilgili serilere volkanitlerde katılır. Bu cevherleşme eskiden

yalnızca teletermal olarak nitelendirilmiştir. Ancak bazı araştırıcılar (Saupe und Mancher)

volkanosedimanter olarak kuvars taneleri ile zinoberin birlikte (sinjenetik) çökeldiklerini ortaya

koymuşlardır. Bu yataktan başka Idria (Doğu Alplerde) ABD’de, Çin’de, Meksika’da civa yatakları

vardır.

22.4. TÜRKİYE CIVA YATAKLARI

Türkiye'de civa yatakları Tersiyer volkanizmasma bağlı yataklardır. Kastamonu’da Şeyhşaban,

Konya’da Sızma yatakları, İzmir’de Halıköy, Çamlıca, Türközü, Alaşehir, Karareis yatakları, Uşak’ta

Baltalı, Eğlence, Çiçekli, Kestanelik yatakları Aydın’da Habibler yatağı bulunmaktadır. Ege’deki

yataklar şistler içinde, Kastamonu’daki bitümlü şeyller, Konyadaki ise kireçtaşları içinde yer almışlardır.

147

Ege Bölgesindeki Halıköy Hg-yatağı kristalize şistler içerisinde yer alır. Cevherleşme 10 km’den

daha uzun bir ters fay hattı içindedir ve parajenezi pirit, kuvars, zinoberden oluşan l cm’lik damarlar

halindedir. Tenörü % 0,46 Hg olup 75.000 tonluk rezervi ile büyük bir yataktır (Şekil 22.1).

Şekil 22.1: Halıköy (Ödemiş-İzmir) Civa madeninden şematik bir kesit (Gümüş 1979).

Sızma(Konya) Hg-yatağı büyük yatak ve birçok küçük mostradan oluşur (Şekil 22.2). Geçmişte

Etibank tarafından işletilmiş ve şimdi terk edilmiş olan bu yatakların çevresinde bulunan kayaçlar,

Paleozoik yaşlı kireçtaşı, fillad, az kumtaşı ve metadiyabazdan ibarettir. Cevherleşme daha ziyade

kristalize kireçtaşı içinde veya fillad-kireçtaşı kontağında, öncelikle fay ve kırık hatlarını izlemektedir.

En çok zinober bulunur. Ayrıca metazinober, nabit Hg, antimonit bulunur. Yataklanma şekli levhamsı

dik damarlar halindedir. Yer yer impregnasyon halinde cevherleşmeye de rastlanır. Yeraltı işletmesi

halinde işletilen cevherleşmenin ortalama tenörü % 0.34 Hg 455.000 ton görünür rezervi vardır (Ayrıca

410000 ton muhtemel, 330000 ton mümkün rezervi vardır).

Şekil 22.2: Sızma-Ladik (Konya) yöresinden geçen Jeolojik kesit (Cento, 1969'a göre)

(1. Genç Çakıltaşı, 2. Mermerleşmiş Kireçtaşı, 3. Fillad, 4. Fay).

148

BÖLÜM 23

23. ALTIN YATAKLARI

23.1. CEVHER MİNERALLER İ

Cevher Mineralleri Formülü %Au Yoğunluk

Altın Au 55-100 13-19

Silvanit AuAgTe4 24 8

Petzit (Au,Ag)2Te 70 9

Kalaverit (Au,Ag)2Te

Nagyagit PbnAu(Te,Sb,S)p

Katı çözelti (solid solisyon) halinde, ayrıca pirit, arsenopirit, kalkopirit, bizmutin ve pirotin

minerallerinin şebekelerinde bulunur.

23.2.GENEL BİLGİLER

23.2.1. Kullanım Alanları

Kullanım alanlarının önemi yüzünden, kritik bir metal olma özelliğini tarihin ilk çağlarından beri

sürdüren bir metaldir. Mücevhercilikte, endüstride (özellikle labaratuvar cihazlarında) ve dişçilikte

kullanılır. Esas kullanım yeri ise para piyasasıdır.

23.2.2.Cevher Kalitesi ve Rezerv

Altının kazanılma sekli onun işletme asgari tenörünü etkileyen önemli bir faktördür. Primer

yataklardan altın eldesi ile plaserlerden ya da çamurlu sulardan kazanılması farklı tenörlerde

mümkündür. Örneğin primer altının küçük ve zor kazanılabilen tenörü tonda en az 10-15 gr'dır. Esas

üretim yapılabilen büyük yataklarda bu değer tonda 6 gr'a kadar düşebilir. Hatta bu tenör çok büyük

rezervlere sahip Witvatersrand konglomeralarında tonda 3 gramdır. Yine Alaska'da bir yatakta grafit

filliteri kesen altınlı kuvars damarlarında tonda l gr altınla üretim yapılmaktadır. Fakat bu istisnai bir

durumdur. Cevherin kalitesini etkileyen faktörler arasında tenörden başka, altın içeren mineraller, altın

kristallerinin büyüklüğü ve yapı-doku ilişkisi sayılabilir.

Rezerv Durumuna Göre Yataklar

5.000 Kg Au’na kadar Çok küçük yatak

5. 000-30. 000 Kg Au Küçük yatak

30.000-100. 000 Kg Au Orta büyüklükle yatak

100.000-500.000 Kg Au Büyük yatak

149

500.000 Kg Au Çok büyük yatak

23.3. ALTIN YATAKLARININ OLU ŞUMU

Bütün magmatik evrelerde oluşabilen altının işletilebilir cevherleşmeleri, pnöymatolitik -

hidrotermal ve hidrotermal evrelerde, sekonder olarak plaser yataklarda bulunmaktadır.

Primer yataklar plütonik ve subvolkanik derinliklerde gelişebilmekte ve bu iki farklı ortamda

farklı özelliklerle ortaya çıkmaktadır. Plütonik yataklarda altın ekseriya kuvars, pirit veya arsenopirit

kısmen de pirotin ve kalkopirit ile ilişkilidir. Gang mineralleri olarak turmalinli de olabilen kuvars

yanında feldispat veya ankerit yer alır. Buradaki altın içerikli sülfidik cevherleşmelerde altın: gümüş

oranı l:l'dir. Bu oranda altın daha fazla olabilir. Ancak volkanizmayla ilişkili yataklarda gümüş daha

fazladır ve Au: Ag oranı 1:50' den 1:200' e kadar olabilir. Eğer gümüş bu değerden fazla ise o zaman

yatak bir gümüş yatağıdır. Gang ise ince kristalli kuvars, kalsit ve mangankarbonat (rodokrozit)

minerallerinden oluşur.

23.3.1. Pegmatitik-Pnöymatolitik Yataklar

Ural Dağlarındaki (Berezowsk Bölgesi) çok sayıdaki altınlı kuvars damarları ve Sibirya' daki

önemli altın damarları pegmatitik-pnöymatolitik yataklardır. Brezilya'daki Velko yatakları ise daha çok

pnöymatolitik-hidrotermal olarak kabul edilmektedir (Petrascheck, 1987).

Pegmatitik yataklarda altın turmalinli kuvars damarlarında pirotin, kalkopirit, arsenopirit, pirit ve

magnetit'le birlikte oluşmuştur. Bu parajenezin en tipik örneği Urallar'daki yataklardır. Kanada

Kalkanında (Michipicoten Yatağı), Hindistan Kalkanında (Kolar Yatakları) gibi bazı yataklar çeşitli

evrelere ait oluşumlar ve özellikle düşük sıcaklıkta oluşan sülfidik cevherleşmeleri içerirler. Bu

turmalinli kuvars damarları bakırca zengin olup yer yer altınlı bakır yatakları şeklinde olmaktadırlar.

Büyük granit ve granodiyorit intrüzyonlarının pnöymatolitik bileşenleri kontakt-pnöymatolitik

altın ve altınlı bakır yataklarının oluşmasını da sağlamışlardır. Tipik bir örnek Spring Hill (Montana)

yatağı olup, altın burada arsenopiritlere bağlıdır.

23.3.2. Hidrotermal Yataklar

Granit granodiyorit bileşimli intrüzif kütlelerin meydana getirdiği yataklar olup, pek çok örneği

(Kanada, Brezilya, Güney Afrika, Etiyopya, Mısır, Sudan ve Sibirya) bulunmaktadır. En çok bilinen ve

tipik bir katatermal oluşumun izlendiği yatak Kaliforniya'daki Mother Lode yatağıdır. Yan yana ve

arka arkaya dizilmiş bir seri damar oluşumları hemen hemen tamamen süt kuvarstan oluşmuştur. Bu

gang dolgusuna ilaveten biraz pirit, arsenopirit, kalkopirit, altın ve altın tellüridleri gibi cevher

mineralleri yer alır. Gangta ayrıca karbonat, klorit ve serizit mineralleri bulunmaktadır. Yantaş

kontaklarında silislesme ve killeşme (salband) meydana gelmiştir. Tonda 10-12 gr Au içerir.

150

Hidrotermal oluşumların bir başka tipi termal içirimler halindeki yataklardır. Burada damar

dolgusu yerine imprenye olmuş yantaşlar izlenir. Damar oluşumları ile imprenye cevherleşmeler

arasında çeşitli geçiş oluşumlarına rastlanabilir. Bu tip yataklarda cevher minerali olarak sülfürler

yanında serbest altın ve çok az miktarda altın tellüridleri yer alır. Afrika'da Altın sahili, Ekvator ve

Kango'da, ayrıca Avusturalya’da örnekleri vardır.

23.3.3. Subvolkanik Yataklar

Subvolkanik altın yataklarını oluşturan kayaçlar yüzeye cok yakın yerleşmiş granit, granodiyorit

türünden kayaçlar ve riyolit, dasit ve andezit gibi kayaçlardır. Bu tip mağmatik etkinliklerden türeyen

cevherli solüsyonlar genelde fazla uzun olmayan ve çatallaşan damarlar ya da impregnasyonlar şeklinde

cevherleşmeler oluştururlar. Cevherli solüsyonlar volkan bacaları, volkanik breşler, tüfler çeşitli çatlak

ve hareket yüzeyleri gibi ortamlarda cevher çökeltirler. Bu hidrotermal solüsyonlar yan kayaçlarda

alterasyonlara sebep olurlar. Buna bağlı olarak yan kayaçta propilitleşme izlenir. Ayrıca pirit, serizit,

klorit, kuvars mineralieri de oluşur. Cevher mineralleri olarak; altın tellüridleri, selenidler, altınlı

sülfidik mineraller, gümüşlü altın (elektrum) ve çeşitli gümüş mineralleri tipiktir. Gang mineralleri

olarak kalsit ve kuvars daha çoktur. Gangta ayrıca rodokrozit, zeolit ve adular (K-feldispat) oluşabilir.

Bu tip yataklar çoğu zaman gümüş içerirler ve genelde ekonomik küçük yataklar halindedir.

Pekçok örneği vardır. Karpat dağlarında zengin yataklar vardır. Ayrıca Kolarado'da Cripple

Creek yatağı tipik bir yataktır. Bunlardan başka Meksika, Japonya, Kore ve Y.Zellanda da bu tip

yataklar vardır.

Karpatlar’daki yataklardan biri Sacaramb (Nagyag Bölgesi, Romanya) yatağıdır (Sekil

23.1).Burada büyük çapta propillitleşmiş volkan bacasında radiyal ve tanjansiyal damarlar söz

konusudur. Altın yalnızca bu propillitleşmiş kesimlerde bulunmaktadır. Buradaki volkanik kayaçlar

andezitik, trakitik ve riyolitiktir. Altın kısmen serbest altın şek1inde kuvars içinde yer alır ve damar1arın

kesişme bölgelerinde çoğalır. Tenör tonda 10-25 gr’dır.

Şekil 23.1: Sacaramb Sieben Andezit stoklarının şematik kesiti (Petrascheck and Pohl 1982).

151

Cripple Creek (K. Amerika) yatağı bir altın-gümüş yatağı olup bir volkan konisinin (Tersiyer)

içinde radyal bir şekilde gelişmiş damarlar halindedir (Şekil 23.2).

Şekil 23.2: Cripple Creek’in altın cevher damarlarının ışınsal konumu (Petrascheck and Pohl 1982)..

Damarlar tüffit ve diğer sedimanter kayaçlar içinde ayrıca fonolitik volkanbreşi içinde yer alır.

Altın tellüridler halinde olup, gang daha çok kuvars, kalsit ve adular minerallerinden oluşur.

Türkiye'de Madendağ (Çanakkale) ve Arapdağ (İzmir) yatakları bu tipe girerler. Arapdağ yatağı

altın ve gümüş yatağıdır. Burada dasitik volkanizma ürünleri (dasit, dasitik tüf ve breşler) bir baca

dolgusu seklinde yerleşmiştir. Bunların üzerine andezit, andezitik tüf ve aglomeralar gelmiştir. Cevher

D-B doğrultusunda kırılmış dasitik breşler içine kolaylıkla yerleşmiş olup 6 damar oluşturmuştur.

Cevher mineralleri pirit, galenit, sfalerit, kalkopirit, altın ve gümüştür. Cevherleşme iki tip olarak

gelişmiş olup, biri doğrudan kuvars damarı ile ilişkili, diğeri ise dasitik breşlerde yerleşmiştir. Piritli

kısımlarda altın fakirleşirken, galenitli kısımlarda gümüş miktarı artmaktadır. Bu yatak Meso-epitermal

arası bir oluşumdur. Altın burada oksidasyon zonu tabanında zenginleşmiştir. Limonitlerle birlikte

bulunan altının tenörü 16-18 gr/ton' dur. Rezervi ise 4.065 ton altın ve 3.343 ton gümüştür.

23.3.4.Plaser Yataklar

Altın plaserleri dünya üzerinde hemen hemen bütün altın bölgelerinde gelişmiştir. Bilinen ilk

plaser Kaliforniya’daki yataklardır ki, bunlardan yılda 6 000 kg altın üretilmektedir. Alaska'daki (Cape

None) denizel plaserler jeolojik ve ekonomik olarak ilginç yataklardır. Bu yataklar eski kıyı

plaserlerinin, deniz ilerlemesi ile, deniz seviyesinden yaklaşık 23m daha yukarıya taşınmasıyla

oluşmuştur. Altın içeren kıyı kumları 30-200 m genişlikte 9 km. uzunlukta ve 2-4 m kalınlıktadır. Bu

yataklardan Birinci Dünya Savaşı sırasında yılda 10-20 bin kg altın üretilirken, şimdi yalnızca bir kaç

bin kg üretilmektedir.

Akarsu plaserlerine en büyük örnek Kolombiya'daki Choco yatağıdır. Bu yatakta altın platinle

birlikte işletilmektedir. Benzer bir yatak Avustralya’daki Viktoria yatağıdır ki, bu yatakta 1856 yılında

100.000 kg altın çıkarılmıştır. Yine bu yatakta, 63 kg ve 34 kg ağırlığında birkaç altın yumrusu

152

(Nuggets) bulunmuştur. Oysa plaserlerde genellikle film inceliğinde levhalar halinde zenginleşir.

Nuggets denilen konkresyonlara çok rastlanmaktadır (Şekil 23.3).

Şekil 23.3: Viktorya (Avustralya) Altınlı alüvyonların Bazalt örtüsüyle Korunması (Lindgren’den)

Dünya altın üretiminin yarısını veren en büyük altın bölgesi Güney Afrika'daki Witvatersrand

bölgesidir. Bu yatağın oluşumu üzerinde; metamorfik bir plaser yatak mı, yoksa hidrotermal bir

impregnasyon yatağı mı olduğuna dair tartışmalar yapılmıştır.

Witvatersrand yatakları, kalın iki kuvarsit serisi arasında yer alan konglomeralar içinde bulunur.

Alttaki ince taneli kuvarsitin üstünde killi, demirli kumtaşları ve şistler yer alır. Kumtaşı ve şistler

magnetitlidir. Daha sonra altınlı konglomeralar gelir. En üstte yine kuvarsitler yer alır. Tenör 7-10 gr

/ton ' dur. Altınlı konglomeralar birçok seriden oluşmuşlardır. Bunlardan en önemlisi en altta bulunan

seridir (Maine Reef Zonu). Konglomera, kuvars, kuvarsit ve killi şist parça1arından ibarettir. Baglayıcı

eleman1ar kuvars, klorit, serizit ve pirittir. Bu bağlayıcı madde içinde dağılmış ağır mineraller (altın,

osmiridyum, uraninit, elmas, rutil, kromit, ilmenit, zirkon) yer almaktadır. Bu oluşumlar bir metamorfik

etkiyi göstermektedir. Oluşumda taneyi ve bağlayıcı maddeyi kesen altın damarları da vardır. Diğer

metal mineral1eri, pirotin, galenit, sfalerit, kalkopirit, kobalt, arsenidler ve uraninittir.

Cevherleşmenin kaynağı bölgenin kuzey kesiminde bulunan altınlı kuvars damar1arıdır. Buradan

taşınan kırıntılı malzemelerle karasal konglomeralar oluşmuş ve senklinal gelişmesi ile bu birimler

çökelmiştir. Daha sonra gelen hidrotermal solüsyonlar konglomeralar içinde dolaşırken birçok elmentin

yer değiştirmesine ve yeniden kristalleşmesine sebep olmuştur.

Ülkemizde Akıllıçay (Hatay), Darphane (Sarıkamış) ve Şart Çayı altınlı plaserleri bu tip

yataklardandır. Bunlardan en önemlisi Sart Çayı plaserleridir (Şekil 23.4). Bu plaserler Menderes Masifi

içindeki metamorfitler üzerine diskordan olarak oturan konglomera ve kumtaşlarıdır. D-B doğrultulu ve

0-45 eğimli tabakalar üstüne yatay konumlu ikinci bir konglomera seviyesi daha gelir. Bu konglomera

serisi iri kuvars çakıllarından oluşmuştur ve altınlı olan bir birimlerdir. Bu oluşumların birincil yatağı ise

153

Bozdağlardaki kristalli şistler içindeki kuvars damarları olarak düşünülmektedir. Alttaki seviyelerde

altın olmakla beraber tenörü çok düşüktür. Ekonomik olarak Sart ve diğer akarsulardaki genç alüvyonlar

yaklaşık 6,5 milyon m3 rezervli 1 gr/ton tenörlü önemli sayılabilecek yataklardır.

Şekil 23.4: Sart çayı yöresinden bir kesit (Gümüş, 1979)

154

BÖLÜM 24 24. G Ü M Ü Ş YATAKLARI

24.1. CEVHER MİNERALLER İ

Cevher minerali Formül %Ag Yoğunluk

Nabit Gümüş Ag 100 10 Arjentit Ag2 S 87 7 Prustit As3AzS3 65 5,6

Pirarjirit As3AzS3 60 5,8 Stefanit 5Ag2S.Sb2S3 68 6,2 Polibazit 8Ag2S.Sb2S3 75 6 Serarjirit AgCI 75 5,5

Bu minerallere ilave olarak, gümüşlü tetraedrit olan Şvatsit ile gümüş taşıyıcı minerallerden

galenit (PbS) ve sfalerit (ZnS) sayılabilir. İnce taneli galenit iri taneli olanlara göre daha sık Ag

bulundurmaktadır.

24.2 GENEL BİLGİLER

Gümüşün kullanımı çok eskiden yalnızca madeni para imali ve ziynet eşyası yapımı ile sınırlı idi.

Günümüzde ise Ag'ün yarısı fotoğrafçılıkta kullanılmaktadır. Gümüş bunlardan başka, kimya ve gıda

sanayiinde de kullanılmaktadır.

Esas gümüş yataklarında yani sadece Ag için işletilen yataklarda işletme asgari tenörü 450 gr/ton

dur. Ancak çoğu zaman Ag, kurşun, bakır ve altının kazanılması esnasında yan ürün olarak elde edilir.

Gümüş yan ürün olarak 50-100 gr/t kadar elde edilebilir. Dünya gümüş üretiminin yaklaşık yarısını bu

şekilde diğer metallerin kazanılması sırasında yan ürün olarak elde edilenler tutmaktadır. Yan ürün

olarak gümüşün elde edilmesi ana mineral için de bir avantaj sağlar.

Gümüş kalkofil bir elementtir. Nabit gümüş çok sık olarak sementasyon zonu ürünü şeklinde

oluşmaktadır. Ag kolaylıkla sülfat olarak çözeltiye geçebilir. Aynı zamanda da sementasyon zonunda

kolaylıkla çökelme özelliğine sahip bir elementtir. Örneğin sülfidik bir Ag minerali olan arjentit bu

şekilde oluşur. Gümüş kloridler (Serarjirit) tuzlu su ve tozların etkisiyle meydana gelirler.

Gümüş yatakları olarak işletilen yataklar çoğunlukla altın ve diğer metallerle birlikte

bulunmaktadır. Bu yüzden gümüşlü damarlarda hangi metalin daha ekonomik olduğu o günün metal

fiyatlarına bağlıdır. Günümüzde yan ürün olarak üretildiği yataklarda gümüşün önemi gittikçe

artmaktadır.

Bu jeolojik ve ekonomik şartlar yüzünden, gümüşün rezevlerinin belirlenmesi ve herhangi bir

büyüklük sınıflaması yapılması doğru sonuçlar veremez.

155

Gümüş plütonik veya subvolkanik evrelerde genelde damarlar şeklinde seyrek olarak stoklar ve

imprenye cevherleşmeler halindedir. Özellikle Tersiyer volkanizmasına bağlı olarak teşekkül eden

gümüş yatakları büyük bir çoğunlukla yeraltı işletmesi yöntemi ile işletilir. Bu tür işletmelerde derin

seviyelerde çeşitli hidrojeolojik problemler ortaya çıkabilmektedir.

24.3. GÜMÜŞ YATAKLARININ OLU ŞUM T İPLERİ

Gümüş esas itibariyle hidrotermal oluşumlu bir cevherleşmedir. Birçok özellikleri altına benzer.

Ancak altına göre daha az asil bir element olduğundan, çözeltiye geçme ve yeniden çökelmeye eğilimi

daha çoktur. Mezotermal evrede çok görülen Ag'e bundan daha düşük sıcaklıklarda daha az rastlanır.

Jeokimyasal olarak Cu, Pb, Zn ile birlikte oluşan gümüşün en büyük rezevleri altınla birlikte olan

yataklarda (Batı Amerika, Mezozoyik-Tersiyer magmatizmasına bağlı olarak) bulunmaktadır. Burada

primer cevherleşmelere ilave olarak sementasyon zonu zenginleşmeleri de yer almaktadır.

24.3.1. Magmatik gümüş madeni yatakları oluşumları ve üretimleri açısından aşağıdaki cevher

parajenezleri içinde görülmektedir.

1- Kobalt-Bizmut-Gümüş-Uran formasyonları

2- Subvolkanik Altın-Gümüş formasyonları

3- Subvolkanik Bakır-Arsen formasyonları

4- Gümüş-Kalay formasyonları

5- Kurşun-Gümüş-Çinko formasyonları(Kıymetli kurşun cevheri formasyonları)

Bunlar magma kökenli yataklar olup, ayrıca sedimenter oluşumlu yataklar da vardır.

24.3.1.1. Kobalt-Bizmut-Gümüş-Uran Formasyonları:

Ontario (Kanada) Kobalt City Kasabası dünyanın en büyük gümüş yataklarından birine sahiptir.

Bu yatakta uran eksiktir ve bizmut ta çok seyrektir. Esas itibariyle kobalt ve gümüş yatağıdır Burada

nabit gümüş levha ve külçe olarak ortaya çıkmaktadır. Diabazlarda oluşan kırık ve çatlaklar arsenidli Co

ve Ni cevherleriyle ve bunlardan daha genç oluşumlu gümüş cevherleriyle dolmuştur. Bunların altında

özellikle zengin nabit gümüş oluşumları yer almıştır.

Doğu Almanya’daki Erzgebirge de yer alan bir granit magmasına bağlı olarak bu tip Ag

zenginleşmeleri oluşmuştur. Gene Karboniyen yaşlı Erzgebirge cevherleşmeleri pnöymatalitik Sn-W

yatakları ile başlar, katatermal evrede Ag-Pb-Zn damarları oluşur ve nihayet orta-düşük sıcaklık

evrelerinde Ag-Co-Bi-U yataklarını meydana getirir. Cevherleşme hematitli mangan damarlarıyla son

bulur.

Meksika da Chihuahna cevherleri ve Norveç'teki Kongsberg damarları eskiden beri bilinen bu

tip cevherleşmelerdendir.

156

24.3.1.2. Subvolkanik Altın-Gümüş Formasyonları

Dünya gümüş üretiminin ¾’ ünden fazlası Amerika Kıtasında bu tip yataklardan elde

edilmektedir. Bu yatakların büyük bir bölümü genç volkanitlerle ilişkili cevlerleşmelerdir. Burada

gümüşçe zengin bir cevherleşme hattı Nevada'dan Bolivya'ya kadar uzanmaktadır.

Gümüşün esas vatanı Meksika'dır. Meksika'da El Ora cevherleşmeleri, 27-60 g/t Au ve 150-300

g/t Ag içeren çok sayıda uzun damarlar halindedir. Meksika' nın esas gümüş yatakları Hochland ve

Sierra Madre'nin dasitik-riyolitik volkanik kayaçları ile alakalıdır. Damarlar kısmen volkanitler kısmen

de karbonatlı kayaç tabakaları içinde yer alır. Derinlere gidildikçe çok çabuk değişmeler izlenmesi ve

propilitleşme şeklinde görülen alterasyonlar bu tip yatakları işaret etmektedir. Arjentit, pirarjirit, Ag’lu

fahlerz gibi zengin gümüş cevlerleşmeleri yalnız üst seviyelerde görülmektedir. Bunun altında çok veya

az gümüş içerikli Pb-Zn ya da Sb cevherleşmeleri yer almaktadır. Gang mineralleri kuvars kalsedon,

kalsit ve rodokrozittir. Ag Cl (Serarjirit) oksidasyon zonunda bulunmaktadır.

24.3.1.3. Subvolkanik Bakır-Arsen Formasyonları

Bu yatakların bir kısmı yüksek bir kısmı düşük sıcaklıktaki hidrotermal sülüsyonların

ürünleridirler ve önemli miktarda gümüş içermektedirler. Örnek olarak, Butte (Montana) bakır

cevherleşmelerinde yaklaşık 50 gr/t Ag, Pb-Zn cevherleşmelerinde 240 gr/t Ag bulunmaktadır.

Butte bakır yatağı aynı zamanda dünya gümüş üretiminin %6’ sını verecek kadar zengin bir gümüş

yatağıdır.

Cerro de Pasco (Peru) bakır cevherleşmeleri 400 gr/t Ag ihtiva etmektedir. Bu yatak kayaç

parçaları ve aglomera ile dolmuş bir volkan bacasında 1700 m uzunluğunda, 130 m genişliğinde ve

500 m derinliğinde bir pirit yatağı ile ilişkilidir. Burada bakır cevherli ve Pb-Ag cevherli damar

ağları anılan yatağı kesmektedirler. Yatağın oksidasyan ve sementasyon zonlarında ikincil bakır ve

gümüş zenginleşmeleri gelişmiştir.

Bu tip yataklara Amerika kıtasının pek çok bakır cevherleşmelerinde rastlanmaktadır.

Yukarda verilen örneklerden başka, Peru'da Calguirjirca, Arjantin'de Famatina ve Capillitas,

Meksika'da Pilares Mine ve Cananea bakırlı gümüş yatakları da sayılabilir. 24.3.1.4. Gümüş-Kalay Formasyonları

Bu tipin en güzel örneği, tipik bir Sn, Ag yatağı olan Cerro de Potosi (Bolivya) yatağıdır.

Potosi yatağı, Tersiyer dasitleri içinde üst tarafı dallanmış, alt tarafı ise bir kök şeklini andırır

biçimde olan, yoğun bir damar sistemi halindedir (Şekil 24.1).

157

Şekil 24.1:Oruro (Bolivya) Itos Madeninden Kesit (Chac’a göre)

Üst zonlarda iğne şeklinde Sn (kassiterit,Stannit) mineralleşmeleri yanında Ag'lü fahlerz,

pirarjirit (Ag3.AsS3), arjantit (Ag2S) ve nabit gümüş görülmekte ve burada çok sık kolloidal yapı

izlenmektedir. Parajenezde ayrıca kalkopirit, arsenopirit, bizmut, volframit, galenit ve gang olarak

kuvars mineralleri yer alır. Sayılan bu mineraller çeşitli zonlarda olup hepsi aynı, yerde değildir.

Potosi yatağının oksidasyon-sementasyon zonlarında da çok fazla miktarda gümüş zenginleşmeleri

(Serbest Gümüş, Gümüş halojenitleri) gelişmiştir.

24.3.1.5. Kurşun-Gümüş-Çinko Formasyonları (Kıymetli kur şun cevheri formasyonları)

Gümüşlü Pb-Zn damarları çok yaygın ve bilinen bir cevherleşme tipidir. Esas olarak

apomagmatik ve telemagmatik olan bu cevherleşmelerde hidrotermal evreye ait diğer mineraller de

bulunabilir. Damarların çoğu yan kayaç içinde olmayıp daha çok magmatik kayaç içinde yer alırlar.

Bunlar da daha sonraki magmatik faaliyetlerin ürünü olan damarlardır.

Bu tip yataklarda esas cevher mineralleri galenit sfalerit ve pirittir. Fahlerz, burnonit (Cu

Pb.Sb S3) ve kalkopirit mineralleri de çoğu zaman bu parajeneze iştirak ederler. Gümüşün esas

taşıyıcısı galenit olmakla birlikte sfalerit ve pirit te gümüşlü olabilmektedir. Gümüşün en çok

görüldüğü başlıca üç şekil söz konusudur.

158

1- Ag mineralleri katı çözelti halinde bulunur.

2- Esas olarak galenitin olmak üzere bazı minerallerin (Sfalerit, pirit, fahlerz ) şebekelerinde

yer alırlar.

3- Gümüş mineralleri parajenezdeki minerallerle (özellikle galenit ) ayrı ayrı oluşurlar.

Bu damarların gang mineralleri kuvars, kalsit dolomit, siderit, rodokrozit veya fluorit

olabilmektedir.

Gümüş içerikli Pb-Zn cevherleşmelerinin bir bölümü de subvolkanik gruba aittir. Genellikle

yalnızca sıcak ve orta sıcaklıktaki Pb cevherleri gümüş bakımından zengin olup telemagmatik olanlarda

ise çok fakirdir. Bolivya'da Pulacaya gümüş yatağı subvolkanik bir oluşumdur. Burada kuvars, pirit ve

açık renkli sfalerit yanında çok zengin Ag içerikli fahlerz mineralleri yer alır. Yugoslavya'da buna

benzer bir yatak olan Trepca Pb-Zn yatakları 100 gr/t Ag içermektedir.

İspanya da genç volkanik serilerde yer alan Cartegana ve Mazarron damarları gümüşçe zengin

Pb-cevherleşmeleridir. Burada yukarı kısımlarda (Üst seviyelerde) Pb damarları 1000-6000 gr/t gümüş

içerir. Mazarron daki St. Anna cevherleşmeleri yukarı kesimlere doğru çatallanan damarlar halindedir.

Karbonatlı gang ihtiva eden bu yatakta üretilen cevherlerde 1500 gr/t Ag bulunmuştur.

Buna karşılık İdaho (ABD) derin volkanik kaynaklı bir cevherleşmedir. Bu bölgedeki Coeur

d'Alene cevherleşmeleri gümüş, siderit ve Ag'lü fahlerz içeren damarlar halinde olup, yaygın bir

serizitleşme zonu bulundurmaktadır. Zengin cevher hemen hemen 700 m derinliğe kadar gitmektedir.

Yalnızca Sunshine Mine yılda 200-300 ton Ag üretmektedir. Yüksek sıcaklıkta bir başka oluşum

Leadville(Colorado)nin kontakt pnöymatalitik-hidrotermal Pb-cevherleşmeleri olup zengin Ag

bulunmaktadır

Avrupa da yer alan Varistik cevher provensine ait plütonik apomagmatik Pb-Zn damarları

gümüş madenciliğinin önemli bir temelini teşkil eder. Bu tip ve günümüzde ekonomik önemi olan tek

yatak Penarraya (İspanya) yataklarıdır. Buradaki damarlar tonda 300-3000 gr Ag vermektedir. Gümüş

galenit içinde çok küçük kapanımlar halindeki arjentit minerallerinden oluşmaktadır.

Buraya kadar sözü edilen gümüş yataklarının çoğunda, Ag'ün çözeltiye geçebilme özelliğinden

dolayı oksidasyon-sementasyon zonu zenginleşmelerinden bahsedilmiştir. Ag'ün jeokimyasal

özellikleri sedimanter proseslerle cevherleşmeler oluşturabilecek niteliktedir.

24.3.2. Sedimanter Gümüş Yatakları

İlgi çekici bir sedimenter tip gümüş yatağı Utah'da (ABD) Silver Reef'in gümüşlü kumtaşlarıdır.

Triyas kumtaşlarına gümüş imprenye olarak tabaka biçimli cevherleşmeler oluşturmuştur. Burada

yeraltı su seviyesinin üst kısımlarında AgCl (Serarjirit) alt kısımlarında ise Ag2S (Argentit) ve nabit

gümüş yer almaktadır. Ortamda özellikle fosil bitki artıkları cevherleşmiştir. Bu özellik arid

bölgelerdeki alterasyon çözeltilerinden oluşan çökelmelerde bir kural haline gelmiştir. 1880'lerde bu

159

yatakların ekonomik önemleri vardı. Fakat bugün artık tükenmiştir. ABD’nin batısında birkaç tane

"Redbed" tipi bakır ve vanadyum cevherleşmelerinden yan ürün olarak biraz gümüş üretilmektedir.

Kimyasal sedimanter oluşum olarak gümüş Mansfeld bakırlı şistlerinde bulunur. Bu

cevherleşme sonradan metamorfize olmuştur. Çıkarılan cevherlerde ortalama 140 g/t Ag içeriği

bulunur. Buradan üretilen yıllık Ag miktarı 100.000 kg üzerindedir.

24.4. TURKİYE GÜMÜŞ YATAKLARI

Türkiye'de birçok gümüş zuhuru bilinmektedir. Ancak yalnızca Kütahya-Gümüşköy yatağı

işletilmektedir. Keban Pb-Zn yatağı gümüş açısından araştırılmış, fakat ekonomik bulunmamıştır.

24.4.1. Kütahya Gümüş Yatağı:

Kütahya Gümüşköy yöresindeki cevherleşmeler, gümüş, kurşun, çinko, antimon ve barit

minerallerinden oluşan kompleks bir oluşumdur. Paleozoik bir temel üzerinde tüf, silisleşmiş kayaçlar

(tüfler) ve karbonatlı kayaçlardan oluşan Neojen istifleri yer alır.

Epi-mezotermal evrede silisleşmiş tüfler içinde oluşmuş bu cevherleşmelerde birkaç faz vardır.

Hidrotermal çözeltiler tüflerin gözeneklerinde, tabaka yüzeylerinde fay boşluklarında, çatlaklı yapılarda

cevherleşmelere sebeb olmuşlardır. Ayrıca bu hidrotermal çözeltiler yaygın bir silisleşmeyi

sağlamışlardır. Bu şekilde emprenye(tüf gözeneklerinde) ve kılcal damarlar (Kırık ve çatlaklı yapıda)

şeklinde cevherleşmeler oluşmuştur. Bu oluşumlar 1.evreye aittir. Daha. sonra bu cevherleşmeleri kesen,

2. evreye ait cevher getirimi söz konusu olmuştur. 3.bir evrede silisleşmiş tüf ve kireçtaşlarında

meydana gelen çatlak yarık ve faylarda ornatma ile oluşmuş mineraller görülmektedir. En sonraki

evrede ise barit mineralleşmesi izlenmektedir. İlk iki evre mezotermal diğerleri ise epitermal evreye

aittir.

Cevher Mineralleri: Gümüş (arjantit, nabit Ag, pirarjirit, prustit, fahlerz), Kurşun (galenit, seruzit,

anglezit) Çinko (sfalerit, smitsonit, hemimorfit) ve Antimon(stibnit, jamesonit) mineralleridir.

24.4.2. Keban Zuhuru:

Aslında bir Pb-Zn yatağı olan buradaki cevherleşmeler manganlı Ag-Pb-Zn ana mireraleşmeleri

şeklindedir. Şist ve mermerlerden oluşan bir istif siyenit porfirler tarafından kesilmiştir. Kretase-Eosen

zaman aralığında meydana gelen plütonik faaliyetlerin hidrotermal solisyonlarının karst ve çatlak

sistemlerinde metallerini çökeltmesi şeklinde oluşmuş zuhurlardır.

Ayrıca, Gümüşhacıköy (Amasya), Akarşen (Artvin), Sabucadağ (Aydın), Altınoluk (Balıkesir),

Sarıkaya (Çanakkale), Asarak (Giresun), Köprübaşı (Giresun), Arapdağı (İzmir), Bolkardağ (Niğde),

Aktepe (Sivas) Akdağmadeni (Yozgat) zuhurları bilinmektedir.

160

25.BÖLÜM

25. ALÜMİNYUM YATAKLARI

25.1. CEVHER MİNERALLER İ

Cevher Mineralleri Formül % Al 2O3

Hirarjilit (Jipsit) Al2O3. 3H2O 65 Diaspor Al 2O3. H2O 85 Böhmit Al2O3. H2O 85 Kriyolit Na3(AlF6) 34 Nefelin Na3K(AlSiO4)4 13

25.2. GENEL BİLGİLER

Günümüzde çok önemli bir metal olan ve gün geçtikçe tüketim alanında artış görülen alüminyum

üretimi için en uygun olan cevherlere BOKSİT denmektedir. Boksit bir mineral adı olmayıp hidrarjilit,

böhmit ve diaspor gibi alüminyum hidroksitlerin oluşturduğu ve bünyesinde bir miktar silis, demir ve

titan oksitleri bulunduran bir kayaç olarak kabul edilir. Bunun dışında alüminyumun en çok bulunan

bileşikleri silikatlardır, fakat bunlar Al üretiminde kullanılmazlar. Boksitlerin Al cevheri olarak

kullanılmaya başlanmasından önce 1900 yıllarında kriyolit'ten Al elde edilmeye çalışılmıştır. İtalya’da

lösitin, Rusya'da sillimanitin gelecekte bir Al kaynağı olabileceği kabul edilmektedir. Bunlardan başka

korund bir alüminyum oksit olmasına rağmen kendisinden Al üretilemez.

25.2.1. Kullanım Alanları ve Cevher Kalitesi

Cevher kalitesi, boksitin kullanıldığı endüstri dalına göre değişmektedir.

a) Alüminyum Endüstrisi : Alüminyum üretiminde kullanılacak cevherlerde % 50-55 Al2O3,

tenörü olmalıdır. Cevherde silis tenörü yaklaşık % 3-6 olabilir. Demir tenörü ise % 20-25'e kadar

zararlı değildir. Mn ve TiO2 ise arzu edilmez.

b) Ateşe Dayanıklı (reflakter) Malzeme Endüstrisi: Ca, Fe, Ti ve S gibi elementler ateşe

dayanıklılığı etkilediklerinden belli sınırlardan daha çok olmaları arzu edilmez. Ancak bu konudaki

tenor miktarları ülkelere göre değişmektedir.

ABD’de RUSYA’da

Al 2O3> %59 Al2O3 % 37-46

SiO2<%5,5 CaO< % 1,5

Fe2O3<%2 S < % 0,6

TiO2<%2,5

d) Çimento Endüstrisinde: Çabuk katılaşan çimento imalinde boksit kullanılır. Burada silis

tenörü önemli olup, SiO2 % 10-12 nin üzerinde olmamalıdır.

161

25.2.2. Rezerv ve Yatak Büyüklüğü

Küçük yataklar 20.000-100.000 ton boksit

Orta büyüklükte yataklar 100.000- 500.000 ton boksit

Büyük yataklar 500.000-5.000.000 ton boksit

25.3. BOKSİT YATAKLARININ OLU ŞUMLARI

Oluşumlarda etkin olan jeolojik olaylara göre boksit yatakları " kalıntı boksit yatakları" ve

"sedimanter boksit yatakları" olmak üzere gruplandırılabilirse de sedimanter olarak ayrılanların kaynağı

da kalıntı yataklarıyla ilişkili olduğundan sınıflandırmayı silikatlı boksitler ve karbonatlı boksitler

şeklinde yapmak daha uygundur.

25.3.1 Silikatlı Boksitler ( Lateritik Silikatlı Boksitler ) :

Bileşimlerinde Al'ca zengin minerallerin bulunduğu magmatik ve metaraorfik taşlar üzerinde

gelişirler (Şekil 25.1). Bu taşlar silisçe ve demirce fakir ve Al'ce zengin taşlardır. En önemlileri

feldispatlı ve feldispatoidli taşlardır. Örnek olarak; nefelinli siyenit, bazalt veya dolorit, granit, gnays,

şist ve kumtaşları verilebilir.

Tropik iklimlerde peneplenleşmiş arazilerdeki bu tür taşlar yüzeysel alterasyon sonucu önce

kaolinleşir ve tropik yağmurların etkisi ile bir taraftan silis, alkali ve toprak alkali elementler yıkanıp

giderken, Al kılcal çatlaklar yoluyla hafif asitli sular tarafından yüzeye doğru taşınarak zenginleşirler.

Bu tip oluşumlar Tersiyer hatta Kretase’den beri gelen uzun bir morfolojik değişimin sonucudur.

Silikatik boksitler yüzeyde geniş yayılma gösterirler. Yataklar ya yatay ya da yataya yakın küçük

eğilimlidir. Bu yataklarda jipsit egemen mineral olup böhmit te görülür.

Şekil 25.1: Arkansas (ABD) Boksit yataklarından Kesit (Branner'den, Gümüş, 1979).

162

25.3.2. Karbonatlı Boksitler:

Kireçtaşı ve dolomitler üzerinde görülen bu tip boksitler otokton veya allokton olabilmektedir.

Otokton teoride çok büyük miktarda karbonat kütlesinin çözülmüş olması gerekir. Birçok araştırıcı,

komşu kayaçlardan çözülen Al'un karbonat kayaçlar üzerinde nötürleşerek çökelmeleri seklinde

özetlenen allokton görüşü desteklemektedirler. Ancak bu konuda kesin bir tercih yapmak oldukça zor

görülmektedir. Otokton görüşte; karbonatların çözülmeleri ile killi mineraller oluştuğu ve zamanla

çoğalan killerin hidroksite dönüştüğü söylenmektedir. Burada killi minerallerin çoğalmasından sonra

silisin ortamdan uzaklaştırılması için iklimde bir değişiklik olmalıdır. Kireçtaşlı arazilerin dolinleri

üzerindeki killere terra rossa adı verilir. Karbonatı gitmiş bir kile oranla terra rossa büyük bir

değişikli ğe uğrar. Silisin gitmesiyle Fe2O3'ün zenginleşmesi gibi. Ortam az asit veya alkali ise silis

çözülecek ve ortamdan ayrılacaktır. Bu ortamda (PH 5 in üzerindeki değerlerde) Al ve Fe çözünmez

olarak kabul edilmektedir. Kireçtaşının çözünmesi şu reaksiyonla gerçekleşir:

CaCO3+CO2 + H2O = Ca(HCO3) 2

Oluşan bikarbonat sularla taşınır. Ayrıca CaCO3 hidrolize olur.

CaCO3 + 2H2O = Ca(OH)2 + H2CO3

Çözelti Ca-hidroksit ve hidrokarbonat içerdiği için ortam bazikleşir. Bazik ortam Si'nin

uzaklaşmasını ve Al ile Fe'nin çökmesini sağlar. Eğer ortamda hümikasit konsantrasyonu gerekli

seviyeye ulaşırsa bir kısım Fe'de çözünerek ortamdan uzaklaşır ve böylece kırmızı boksitlerin üst

kısımları beyazlaşmış olur.

Karbonatlı taşlar üzerindeki boksitlere özellikle Akdeniz ülkelerinde ( Türkiye'de dahil)

rastlanmaktadır. Bu oluşumlara " Akdeniz provensi " denmektedir.

Türkiye'de Zonguldak yakınında ( Kokaksu Mevkii ) bulunan boksitler Dinansiyen-Alt Kretase

yaşlı fakat Akseki ve Seydişehir çevresindeki boksitler ise Alt ve üst Kretase arasında bulunmaktadırlar

(Şekil 25.2- Şekil 25.3).

163

Şekil 25.2: Kokaksu Boksit Yatağı ( E. Göksu'ya göre).

Şekil 25.3: Seydişehir boksit yatağından bir kesit.

25.3.2.1. Kokaksu Boksitleri:

Yatak Dinansiyene ait çörtlü kireçtaşları üzerindedir. Alt Kretasenin Velibey kumtaşları adı

verilen oluşuklar ile örtülüdür. Kökeninin terra rossa olduğu kabul edilir. Cevher kireçtaşlarının karstik

boşluklarını doldurmuştur. Cevherleşmede jipsit hakim olup diyaspor da vardır. En iyi kesimleri % 56

A12O3, % 24 Fe203, % 5 SiO2, ve % 3 TiO2 içermektedir. Rezerv 2,5 milyon tondur.

25.3.2..2 Akseki-Seydişehir Boksit Bölgesi:

164

Antalya'nın Akseki ve Konya'nın Seydişehir ilçeleri arasında kalan bölge, Al bakımından en

önemli yatakları içerir. Yataklar beyaz ve boşluklu karstik kireçtaşları ( Alt Kretase) ile yer yer

dolomitik ve siyahımsı koyu renkli kireçtaşları ( Üst Kretase ) arasında yerleşmişlerdir. Yataklanma

şekli bu iki kireçtaşı arasında geniş mercekler veya süreksiz katmanlar biçimindedir. Cevherin taban

sınırı girintili çıkıntılı cepler halindedir ve önce taban kireçtaşının karstik boşlukları doldurulmuş

sonra da katmanlanma devam etmiştir. Boksit seviyeleri bir tavan katmanı tarafından örtülüdür.

Boksitlerin mineral bileşimi böhmit, anataz, illit, kalsit ve kaolinit seklindedir, sekonder olarak

götit ve diaspor bulunur. Akseki-Seydişehir boksitlerinin yapısı pisolitiktir. Pisolitler en çok nohut

büyüklüğündedir. En zengin kısmında tenör şöyledir: % 71,8 A12O3, % 16,5 Fe2O3, % 6,5 SiO2.

Bu bölgedeki boksitlerin oluşumu iki türlü açıklanmaktadır.

Birinci görü ş (Göksu, 1949); Boksitin kireçtaşlarının arasında bulunuşu ve bunların erime

boşluklarında yerleşmiş olması dikkate alınarak:, cevherleşmenin kireçtaşı tipi olduğunu ileri

sürülmektedir. Kireçtaşlarının altere olmasıyla terra rossalar oluşmuştur. Daha sonra ortam bazikleşmiş

yani pH değeri yükselmiştir. Böylece silisin ortamdan uzaklaşması mümkün olmuştur. Erime

boşluklarını dolduran ve boksite dönüşen terra rossalar arazinin suya gömülmesiyle başlayan çökelme

sonunda bir örtü katman ile örtülmüştür.

İkinci, görüş (Wippern, 1965): Köken feldispatlı kayaçların ayrışması ile ortaya çıkan

alüminyumlu lateritlerin allokton olarak çökelmesi şeklinde açıklanmıştır. Pizolit yapısı göstermeyen

boksit parçaları ve kırıntılarında hiç ayrışmamış veya boksitleşmiş, fakat dilinim izleri kaybolmamış

feldispat kristalleri belirlenmiştir. Ayrıca karstik boşluklarda toplanan kırıntıların % 1 oranında

olabileceği ve bunun da ancak yarısının Al2O3 olabileceği ileri sürülmüştür. Kireçtaşlarında feldispat

olmayacağına ve tabandaki kaolinin de kireçtaşlarından türemesi mümkün olmayacağına göre,

boksitlerin oluşumunda feldispatlı taşların rol oynadığını ileri sürmek daha anlaşılır görülmektedir.

Tipik boksit yatağı örneklerine Yugoslavya (Şekil 25.6), Fransa (Şekil 25.7 –Şekil 25.8) da

rastlanmaktadır.

165

Şekil 25.6: Tipik Boksit yataklanmaları (Dalmaçya Yugoslavya ) (Harder'e göre).

Şekil 25.7: Kompakt kireçtaşları arasında Maigret (Fransa) boksit yatağı (Lapparen' a göre).

Şekil 25.8: Barjol (Fransa) Jura Kireçtaşlarında Boksit cepleri (Lapparent'a göre)

166

KAYNAKLAR 1. Akçay, M., 2002, Jeokimya, KTÜ Müh. Mim. Fak. Yayın No:60, Trabzon

2. Ayhan A., 1991, Meden Jeolojisi, Ceylan Ofset Matbaacılar Sitesi, Konya

3. Cissare, A., 1965, Einführung in Die Allgemeine und Systematische

4. Çoğulu, H.E., 1976, Petrosrafi ve Petroloji, İTU Matbaası, Gümüşsuyu, İstanbul

5. Evans, A.M., 1998, An Introduction to Ore Geology, Richard Clay Ltd, Chishester, Sussex

6. Gökçe, A., 2006, Maden Yattakları, Cumhuriyet Üniversitesi Yayınları 100, Sivas

7. Gümüş, A., 1979, Metalik Maden Yatakları, Çağlayan Basımevi, İstanbul

8. Jensen, M.L. And Baterman, A.M., Economic Mineral Deposits, John Wiley And Sons, Canada

9. Lagerstӓttenlehre, E.Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgard.

10. Mitchell A.H.G. and Garson M.S. 1981. Mineral Deposits and Global Tectonic Settings.

Academic Press, 457 Pp.

11. Öztunalı, E., 1973, Maden Yatakları Oluşumları ve Değerlendirilmesi, Latin Matbaası, İstanbul

12. Petrascheck, W.E. and Pohl, W., 1982, Lagerstӓtten Lehre, E.Schweizerbart’sche

Verlagsbuchhandlung, Stuttgart.

13. Şahinci, A., 1991, Karst, Reform Matbaası, İzmir

14. Temur, S. 1997, Metalik Maden Yatakları, Selçuk Üniversitesi Basımevi, Konya

15. Temur, S.2000. Metalik Maden Yatakları, Nobel Yayın Dağıtım Ltd., Ankara